储能系统用锂离子电池及其管理系统
锂电池储能系统在电力微网中的应用
锂电池储能系统在电力微网中的应用
领先的电能存储解决方案提供商
目录
技术背景 系统架构
关键技术 关于力高 角色与案例 交流与合作
2012 ©Ligoo
Anhui Ligoo New Energy Technology Co., Ltd.
Confidential
电池组模块间通信特点：
信息采集点多，通信节点及拓扑结构复杂
采集信息量大，总线吞吐率高 储能电站运行环境电磁干扰环境恶劣 拟解决方案： 充分利用参与单 位优势，使 用底层 CAN2.0 、上层光纤的混合架构，构 建多层结构BMS网站，取得性能、可 靠性和成本的优化平衡，建立标准化 灵活可扩展的电池管理系统价格。
目录
技术背景 储能系统架构
关键技术 关于力高 角色与案例 交流与合作
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关键技术——微网建模
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关键技术——策略控制系统
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储能系统架构——典型功率/容量的储能单元
BCU
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电化学储能系统讲解
电化学储能系统讲解目前主要的储能技术包括以下几种：1.电池储能系统：（电化学储能系统）主要是指利用电化学反储存电量的设备，包括铅酸电池、镍氢电锂离子电池等。
2.超级电容器储能系统：主要是通过分离电荷来进行能量储存，其能快速充放电且寿命长。
3.压缩空气储能系统：主要是将气体压缩储存在容器内，需要时再释放气体用于驱动发电机产生电能。
4.水泵蓄能系统：主要是将水泵抽到高处储存，需要时放水利用重力驱动涡轮机生成电能。
5.飞轮储能系统：主要是利用惯性储存能量，将转速设置在高速，这样就能够储存大量的能量。
即主要的储能方式有：机械储能、化学储能、电磁储能，本文中主要讨论化学储能。
储能系统架构电池储能系统（Battery Energy Storage System,BESS），主要由储能电池、功率转（Power Conversion System，PCS）、电池管理（Battery Management System，BMS），能量管理（Energy ManagementSystem）等几部分组成。
1)电池管理系统BMS：担任感知角色，主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；2)能量管理系统EMS：担任决策角色，主要负责数据采集、网络监控和能量调度等；3)储能变流器PCS：担任执行角色，主要功能为控制储能电池组的充电和放电过程，进行交流直流的变换。
完整的电化学储能系统主要由：电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）、其它电气设备。
电化学储能成本构成电化学储能系统主要有：∙电池组∙电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）∙能量管理系统（Energy Management System，简称EMS）∙储能逆变器（Power Conversion System，简称PCS）∙电气设备构成。
最终应用场景包括电站、电网公司、工商业、家庭户用等。
●电池组电池组成本是电化学储能系统的主要成本，是未来产业链技术迭代和降成本的主要环节。
锂离子电池储能电站调试技术规程
锂离子电池储能电站调试技术规程一、引言随着清洁能源利用的推广和发展，锂离子电池储能电站作为一种重要的能源储存方式，逐渐得到广泛应用。
为了确保锂离子电池储能电站的正常运行和高效性能发挥，调试工作显得尤为重要。
本文将介绍锂离子电池储能电站调试技术规程。
二、调试前准备工作1. 调试前的安全评估：对储能电站的电气系统、机械系统和液体系统进行全面的安全评估，确保调试过程中的安全性。
2. 调试前的设备检查：检查各种调试工具和设备的完好性和正常工作状态，确保调试工作的顺利进行。
3. 调试前的数据采集准备：准备好数据采集设备，并确定采集的数据类型和频率，以便后续的数据分析和问题排查。
三、调试步骤1. 电池组调试：a. 检查电池组的连接情况，包括正负极连接和电池之间的连接；b. 确保电池组的电气参数符合设计要求，如电压、容量等；c. 进行电池组的充放电测试，以验证电池组的性能和稳定性。
2. 电池管理系统（BMS）调试：a. 检查BMS的连接情况，包括与电池组和其他系统的连接；b. 确保BMS的各项功能正常，如电池状态监测、温度监测、过充过放保护等；c. 进行BMS的自校准和参数调整，以保证其准确性和稳定性。
3. 电网连接调试：a. 进行电网连通测试，验证电池储能电站与电网的连接是否正常；b. 调整电池储能电站的功率输出，以满足电网的需求；c. 进行电网并网后的稳定运行测试，以验证储能电站对电网的支撑能力。
4. 安全保护系统调试：a. 检查安全保护系统的连接情况，包括与电池组、BMS和其他系统的连接；b. 确保安全保护系统的功能正常，如短路保护、过温保护、电流保护等；c. 进行安全保护系统的触发测试，以验证其在故障情况下的可靠性和响应速度。
四、调试结果分析与处理1. 数据分析：a. 对调试期间采集的数据进行整理和分析，包括电池组的电压、电流、温度等参数；b. 根据数据分析结果，判断电池组和BMS的性能是否符合设计要求。
电池储能系统综述_刘国庆
的能力来储存电能，将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来，
在需要时再将储存的能量释放出来，送回电网或作它用。 其原理
图 2 SMES 原理结构图
《工业控制计算机》2013 年第 26 卷第 8 期
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结构如图 2 所示。
超导储能与其他储能技术相比有着许多显著的优点，如能量
长期存储无损耗，能量转换效率高、能量释放速度快，通常只需几
《Electrical Energy Storage White Paper》， 提 出 储 能 在 电 网
中的三大应用功能：提高用户电能质量；失电时提供紧急电源；
利用峰谷电价差盈利。 2012 年中国也发布了《储能产业研究白
皮 书 》，将 储 能 技 术 作 为 与 信 息 技 术 、控 制 技 术 并 列 的 智 能 电 网
1．4．1 铅酸电池
铅 酸 电 池 是 人 类 最 早 使 用 的 一 种 蓄 电 池 储 能 技 术 。 1986
年，德国建成世界上第一个铅酸电池储能站，通过电荷转移来完
成充 ／ 放电过程。铅酸电池发展时间长，因此技术比较成熟。铅酸
电 池 （VRLA）的 原 理 简 单 ，电 极 主 要 由 铅 及 其 氧 化 物 组 成 ，电 解
充电时，能量将在一段时间内自行耗尽。 由此局限性飞轮储能一
般用于高功率、充放电频繁的储能系统需求中。
1．3 超导电 磁 储 能 （SMES－Superconductive Magnetic Ener-
gy Storage）［5］
超 导 电 磁 储 能 （SMES）是 利 用 超 导 磁 体 低 损 耗 和 快 速 响 应
充 ／ 放电
2Na＋xS 圮 Na2 Sx ＋（x－5）S x＞5
锂离子电池储能系统火灾抑制方法
锂离子电池储能系统火灾抑制方法[摘要]：随随着科技的快速发展，电化学储能技术受到广泛关注，其中锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长、充放电时间短等优势，逐渐成为便携式电子设备、新能源汽车和大规模储能领域中最具竞争力的电化学储能技术之一。
而“双碳”目标的提出，也决定了新型电力储能系统会以新能源为主体的方向。
储能电站利用可再生能源发电这一途径进行电力储存，是电网系统中不可或缺的一部分。
本文主要对锂离子电池储能系统火灾抑制方法进行论述，详情如下。
[关键词]：锂离子电池；储能系统；火灾抑制方法引言锂离子电池作为新能源汽车的主要动力电池类型，具有能量密度高、输出功率大、自放电小以及工作温度范围宽等特点。
然而，随着新能源汽车产业规模的扩大，着火事故日趋增加，其中90%以上是由动力电池热失控诱发。
热失控事故导致了消费者的安全焦虑，严重阻碍了产业的发展，为保障驾乘人员生命财产安全，提振新能源汽车消费信心，突破动力电池应用过程中安全、健康评估以及安全风险预警的难题，开展动力电池安全管控技术的研究势在必行。
1锂离子电池热失控机理锂离子电池发生热失控是由于内部产热速率高于散热速率，在锂离子电池的内部积攒了大量的热量，从而引起了连锁反应，导致电池起火和爆炸。
引起电池短路造成热失控的根本原因，主要分为三类：①热滥用，温度过高导致隔膜和正极材料等发生分解，隔膜大规模崩溃导致正负极短路；②电滥用，如过充过放等导致电芯内部产生锂枝晶，锂枝晶穿破隔膜引发正负极短路；③机械滥用，由于挤压或针刺导致机械变形甚至保隔膜部分破裂引发内短路。
把锂电池看成一个反应系统，其中的热量是由其化合物之间的反应产生的。
在过热、过充、过放、撞击、挤压、针刺、短路等情况下，会导致锂离子电池高温，进而引发电池热失控反应。
热失控反应包括SEI分解、隔膜融化、电解液分解、正极材料分解、负极活性材料与电解液之间的反应、正极活性材料与电解液之间的反应、负极活性材料与粘合剂之间的反应等。
锂电池热管理
锂电池热管理锂离子电池作为电动汽车和储能系统的重要组成部分，具有高能量密度、长寿命和环保等优点，越来越受到人们的关注。
锂离子电池的高能量密度也带来了热失控的风险，一旦发生热失控，可能会导致电池燃烧或爆炸，造成严重的人身和财产损失。
锂离子电池的热管理问题亟待解决。
本文将从锂离子电池的热失控机理、热管理策略和热管理技术三个方面对锂离子电池的热管理进行分析。
一、锂离子电池的热失控机理锂离子电池的热失控是指电池内部温度升高过快或过高，无法通过散热平衡内部能量而导致电池损坏的现象。
电池热失控的机理主要源于电池内部的化学反应和结构缺陷。
1.化学反应导致电池热失控锂离子电池在工作中，正极和负极之间的锂离子来回移动，通过电解液中的离子转移电荷，从而产生电流。
电池在充放电过程中会发生一系列化学反应，如正极和负极的化学反应、电解液的化学反应等。
这些化学反应可能会产生热量，当热量累积到一定程度时，就会引起电池内部温度的升高。
特别是在高温环境下，由于化学反应速率增加，电池内部的热量累积速度更快，更容易引起热失控。
锂离子电池的另一个热失控机理是结构缺陷。
电池中的正极、负极和隔膜等组成部分都可能存在结构缺陷，这些缺陷可能会引起电池内部的短路和热量聚集。
如果电池内部的热量聚集到一定程度，就会导致电解液的挥发和产生气体。
当气体积聚到一定程度时，就会引起电池内部的压力升高，从而引起电池燃烧或爆炸。
为了避免锂离子电池的热失控，需要采取一系列热管理策略来控制电池内部的温度，并及时预警和处置异常情况。
1.温度控制策略温度控制是锂离子电池热管理的核心策略。
通过控制电池内部温度，可以减缓化学反应速率，降低电池内部的热量累积速度。
目前，电池温度控制策略通常采用恒温、过温保护和风冷等方式。
恒温是通过保持电池内部温度恒定来控制电池内部热量的累积，过温保护是在电池内部温度升高到一定程度时启动，通过控制电池内部温度和压力来防止电池燃烧或爆炸，而风冷则是通过外部导风设备将冷风对电池进行冷却。
吉瓦时级电站 阀塔式 锂离子电池储能
吉瓦时级电站阀塔式锂离子电池储能一、概述随着能源需求的不断增长以及可再生能源的逐渐普及，储能技术越来越受到人们的关注。
作为目前最主流的储能技术之一，锂离子电池储能系统在电力系统中的应用越来越广泛。
而阀塔式锂离子电池储能系统作为其一种特殊形式，在大规模储能方面具有独特的优势，值得我们深入了解和研究。
二、吉瓦时级电站储能系统的概念及特点1. 吉瓦时级电站吉瓦时级电站是指储能能力达到吉瓦时级别的电站。
它可以像传统发电厂一样，灵活调度并向电网提供电力，也可在电网负荷不足时进行放电。
吉瓦时级电站在平衡电网负荷、提高电网可靠性以及融入新能源等方面发挥着重要作用。
2. 阀塔式锂离子电池储能系统阀塔式锂离子电池储能系统是一种将多块锂离子电池模块通过电气连接形成整体的储能设备。
而阀塔式储能系统通过精密的控制系统，可以对电力进行高效存储和释放。
相比于传统储能系统，阀塔式储能系统具有更高的安全性、更长的使用寿命以及更高的储能效率。
三、吉瓦时级电站阀塔式锂离子电池储能系统的优势1. 高能量密度由于锂离子电池本身的高能量密度，阀塔式锂离子电池储能系统能够以更小的体积存储更多的电能，使得吉瓦时级电站在有限的空间内能够储存更多的电力。
2. 高安全性阀塔式锂离子电池储能系统采用多块电池模块并联的设计，一旦其中一块模块出现故障，整个系统仍能正常运行，不会对整体性能造成重大影响。
阀塔式储能系统还采用先进的电池管理系统，能够实时监测电池状态，确保系统在运行过程中的安全可靠性。
3. 高效率阀塔式储能系统在储存和释放电力的过程中有着较高的能量转换率，能够有效减小能量的损耗，提高电能的利用率。
这使得吉瓦时级电站在实际运行中能够更加经济高效。
4. 环保节能作为一种绿色储能技术，阀塔式锂离子电池储能系统在储存和释放电力过程中不会产生任何污染物，与传统火力发电厂相比，减少了对环境的负面影响，也有利于能源的可持续利用。
四、吉瓦时级电站阀塔式锂离子电池储能系统的应用场景1. 平衡电网负荷吉瓦时级电站阀塔式锂离子电池储能系统可以根据电网负荷的变化，灵活调度电能的储存和释放，帮助电网实现平衡，提高供电可靠性。
锂离子电池储能技术的研究进展
锂离子电池储能技术的研究进展 随着社会的不断发展和人类对能源的需求不断增大，人们意识到了储能技术的重要性。其中最热门的就是锂离子电池储能技术。近年来，随着新能源汽车的快速普及，对锂离子电池的需求也急剧增加，促进了储能技术的不断创新和进步。本文将从锂离子电池的基本原理、发展现状和未来趋势、创新技术以及应用领域等方面进行阐述。
一、锂离子电池的基本原理 锂离子电池以锂离子在负极和正极之间的移动来储存和释放能量。其中，正极一般采用三元、钴酸锂、磷酸铁锂等材料，负极则采用石墨、硅等材料。通过离子在电解液中的移动，可以让电子经过外部电路流动，从而形成电流。锂离子电池的电压一般在3.6-3.7V，容量较大，循环寿命较长，因此广泛应用于电动汽车、通讯设备、储能系统等领域。
二、锂离子电池的发展现状和未来趋势 随着新能源汽车市场的不断扩大，对锂离子电池储能技术的需求越来越大。目前，全球几乎所有的锂离子电池生产厂家都在不断升级其生产工艺和技术，以提高电池的能量密度、循环寿命和安全性。例如，由于硅负极的高比容量和低成本，近年来研究者们纷纷尝试开发硅基负极材料，以提升锂离子电池的性能。
未来，锂离子电池的发展趋势将主要集中在以下几个方面：一是提高电池的能量密度，以延长电池的使用寿命和行驶里程；二是提高电池的快充和慢放性能，以适应不同场景下的需求；三是改善电池的安全性和可靠性，以避免电池起火或爆炸等意外情况的发生。
三、锂离子电池的创新技术 为了更好地满足市场需求，锂离子电池的研究者们不断探索新的材料和技术。以下是目前锂离子电池领域的一些创新技术：
1. 固态电池技术 固态电池技术是指采用固态电解质代替传统液态电解质的电池技术。相比传统液态电解质，固态电解质具有更高的稳定性、更高的能量密度和更好的耐用性。此外，固态电池还可以使用锂金属作为负极材料，能够显著提高电池的能量密度。
2. 混合离子电池技术 混合离子电池技术是指采用氧元素和金属离子共存的电解质，以实现更高的能量密度。相比传统锂离子电池，混合离子电池的能量密度可提高30%以上，而且具有更好的安全性能。
大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析
ZHONG Guobin1, WANG Yuping2, WANG Chao1, XIANG Jiayuan2, SU Wei1, CHEN Jian2
(1Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co. Ltd., Guangzhou 510080, Guangdong, China;
traditional power grid and the efficient utilize of new energy. In order to achieve a large-scale
lithium-ion battery energy storage system with high rate, long life and high security, there is an urgent
2Narada Power Source Co., Ltd., Hangzhou 311305, Zhejiang, China)
Abstract: Large-scale lithium-ion battery energy storage system is great important for improving the
第7卷 第2期 2018 年 3 月
储能科学与技术 Energy Storage Science and Technology
Vol.7 No.2 Mar. 2018
进展与评述
大容量锂离子电池储能系统的热管理技术现状分析
钟国彬 1，王羽平 2， 王 超 1，相佳媛 2，苏 伟 1，陈 建 2
（1 广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东 广州 510080；2 浙江南都电源动力股份有限公司，浙江 杭州 311305）
电力系统电化学储能系统通用技术条件
电力系统电化学储能系统通用技术条件随着能源需求的不断增加和可再生能源的快速发展，电力系统电化学储能系统作为调峰和储能的关键技术应运而生。
本文将介绍电力系统电化学储能系统的通用技术条件，以及其在电力系统中的应用前景。
一、电化学储能系统的概述电化学储能系统是利用化学反应将电能转化为化学能，并在需要时将其再次转化为电能的技术。
其主要由储能设备、能量转化装置、控制系统和能量管理系统等组成。
储能设备包括锂离子电池、钠离子电池、铅酸电池等，能量转化装置包括逆变器、整流器等。
二、电化学储能系统的通用技术条件1. 安全性要求：电化学储能系统应具备高度的安全性，包括电池使用过程中的安全措施、电池的热管理、电池的过充和过放保护等。
2. 能量转化效率：电化学储能系统应具备高效能量转化装置，以提高能量的转化效率，减少能量损失。
3. 循环寿命：储能设备应具备较长的循环寿命，以减少更换储能设备的频率，降低系统维护成本。
4. 功率密度：电化学储能系统应具备较高的功率密度，以满足电力系统调峰需求，并提供较大的储能容量。
5. 快速响应能力：电化学储能系统应具备快速响应能力，以满足电力系统对储能设备响应速度的要求。
6. 可靠性：电化学储能系统应具备较高的可靠性，以保证系统的稳定运行和供电可靠性。
7. 经济性：电化学储能系统应具备较高的经济性，包括储能设备的成本、维护成本和系统的整体投资回报率等。
8. 环境友好性：电化学储能系统应具备较好的环境友好性，包括电池的材料可回收利用率、电池的废物处理等。
三、电化学储能系统在电力系统中的应用前景1. 电力调峰：电化学储能系统可以在电力系统峰谷电价差异较大时储存电能，在需求高峰期释放电能，以平衡电力系统负荷，提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 备用电源：电化学储能系统可以作为备用电源，当电力系统发生故障或停电时，及时提供电能以保障用户的正常用电需求。
3. 新能源接入：电化学储能系统可以解决可再生能源波动性大的问题，将其平滑地接入电力系统，提高电力系统对可再生能源的利用效率。