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為何鋰離子電池要管理系統?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年12月20日  

為何是鋰離子電池管理系統?


遠程外部設備由于其特殊的運行環境和運行方式對電池的要求非常高。它要較長的電池壽命,通常持續一年或更長時間。鋰離子電池因其工作電壓高、體積小、質量輕、能量密度大、無召回效應、無污染、自放電小、循環壽命長等諸多優點被廣泛應用于長時間待機的遠距離監控外觀。與鎳氫電池相比,鋰離子電池重量輕了30%到40%,能量比高60%。然而,鋰離子電池也有嚴重的缺點。綜上所述,有以下兩個方面:


(1)安全


鋰離子電池具有安全性差、爆炸等缺點。特別是鈷酸鋰作為正極材料的鋰離子電池不能放電電流大,安全性差。此外,幾乎所有類型的鋰離子電池過充或過放電都會對電池造成不可逆的損傷。鋰離子電池對溫度也非常敏感:假如在過高的溫度下使用,它們會導致電解質分化、燃燒甚至爆炸。低溫會導致鋰離子電池功能惡化,影響設備的正常使用。


由于電池制造技術的限制,每個電池的內阻和容量會有所不同。當多個電池串聯使用時,每個電池的充放電速率不一致,導致電池容量利用率低。鑒于此,鋰離子電池在實際使用中一般要一個特殊的保護系統來監控電池的健康狀況,從而來處理鋰離子電池的使用。圖1為電解液分化后的鋰離子電池。


(2)保護


鋰離子電池的低溫容量衰減和無法準確的猜測功率,使得設備的防護性降低。長時間在線要定期更換電池,而遠程監控設備在分散的站點運行,站點之間距離較遠,所以更換電池是一項巨大而昂貴的任務。為了減少保護量,降低保護成本,需求電池處理系統具有準確判斷電池充電狀態的功能,可以準確掌握電池的充電狀態,更加有針對性地進行電池更換操作;同時,要求電池處理系統具有較低的功耗,以降低保護頻率,延長電池的使用壽命。因此,合理設計電池管理系統對長時間遠距離監控電源狀態具有重要意義。


然而,長距離監控表面的工作特性和鋰離子電池的固有特性使得開發滿足這類應用需求的電池處理系統變得相當困難。重要有以下幾個因素:首先,從遠距離測量的工作特點,為了減少功耗,長距離測量傾向于周期性睡眠和醒來,作業是電流的動態變化,當前階段操作遠遠高于冬眠,但醒來后階段的操作時間遠小于休眠階段;


其次,鋰離子電池的放電曲線非常平緩,主充電集中在3.6v電壓以上。然后,隨著電壓的進一步下降,電池電量開始急劇下降,遠程外部設備無法根據電池電壓發出低電量報警。最后,隨著溫度的變化,鋰離子電池的自放電率也會發生很大的變化。外部設備在野外工作時,溫度條件極其極端,進一步新增了猜測電池電量的難度。現有的電池管理系統很難適應這些功能和功能要求。


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