锂电池储能系统关键技术

　　如果我开部电动车，你会发现很多电动车状态，经常会变会跳，其实储能，在电力系统储能应用面临同样的问题，我们希望通过数据来解决。我们这里有一个BMS采样数量到底多大才合适。

　　下面讲一下关于柔性储能。

　　单体电池，大家都说，我可以做到6千次，装到汽车上能用到一千次，都很难讲，你现在帮它做到储能系统，号称做到5千次，事实上利用率有多少，因为电池本身有一个大的问题，在衰退过程中电池的衰退是具有随机性，每一支电池衰退都不一样，带来单体电池差异变得越来越大，不同厂家电池衰退的变化不一致性也不一样，这组电池到底能用多少，能量是可用的，这是需要仔细分析的一个问题。像目前电动汽车上来用的时候，从10到90%在用，衰退到一定程度只能用60%70%，对储能就提出大的挑战。

　　我们能不能按照衰退的规律进行分组来用，做一个折衷，到底选多大合适得到更好的表现，更好的效率，我们希望按照电池衰退的规律来把它分组，是20支作为一个节点是比较合适还是40支是比较合适，这里面在效率、电力电子之间做一个平衡优化。所以我们做一些关于柔性储能，这也是我们一个项目来做这件事情。

　　当然了，还有一个比较好的地方，可以梯次利用，我觉得梯次利用这两年有一定的价值，但是未来是不是值得用，还要思考，充放电的效率、电池的价格一旦降下来，梯次利用有些问题。柔性成组可以解决很大的问题。另外一种高度模块化，降低整个系统的成本。最大的一个可以提高利用率。

　　像汽车上用的三年之后的电池，衰退不到8%，利用率只有60%，就是它的差异造成，你做成5组利用率可以达到70%，可以提高利用率。把电池模组串在一起，也可以提高电池利用率。维护后储能能增加33%。

　　看这个例子，均衡之后可以提高7%，柔性成组之后，我提高了3.5%，做均衡可以提高7%，柔性成组能带来一个好处，实际上原因不同厂家电池衰退轨迹不一样，你要事先知道这组电池会变成什么样或者参数分布是个什么样，然后你再有针对性做一个优化。

　　这是采用的一个方案，模块全功率独立电流控制，这不适合大功率的应用。

　　模块的部分功率独立电流控制，这个电路适合中高压、重复利用。这是MMC电池储能适合高压大功率的方案。

　　另外关于电池状态分析。我一直讲电池容量不一致，衰退是有随机性，电池老化不一致，容量、内阻降低很厉害，用这个参数进行表征，大家用得比较多一个是容量还有一个内阻。你要想办法维护成一致，你需要对每个电池SOC差异进行评价，怎么样评价这个单体的SOC，然后你才能说这个电池怎么不一致，最大功率能差多少。通过SOC对电池进行维护，单个SOC是怎么来的。

　　现在的做法都是把BMS放在电池系统上，在线实时估计这个SOC，我们想用另外一个办法描述它，我们希望通过运行采样的这些数据到后台来，我们通过后台的数据分析电池的SOC和SOH，在这种基础上对电池进行优化。

　　所以我们希望通过汽车电池数据，称不上大数据，是一个数据平台，通过机器学习和挖掘，扩展SOH的估计模型，基于估计结果给出电池系统全充放电的管理策略。

　　数据上来之后，还有一个好处，我可以对电池健康状态做一个预警。电池着火的事情还是经常发生，储能系统必须得作为一个安全。我们希望通过后台数据分析做一个建立实时信息和中长期的预警，找到短时间尺度和长时间尺度安全隐患在线的预警方法，最后提高整个系统的安全性和可靠性。

　　通过这样，我就可以大幅度做到几方面，一个提高系统的能量利用率，第二延长电池寿命，第三保证安全，这个储能系统才能可靠的工作。

　　到底需要多少数据传上来才能满足我这个要求，我需要找到最小的极满足电池运行状态，这些数据可以支撑后边的分析，数据也不能太大，大量的发数据，实际上对整个网络也很大一个负载。

　　几十个毫秒，你采每一支电池的电压、电流，你传到后台这是不可实现的，我们现在找到了一个办法，我们可以告诉你，应该是多大采样频率，你需要传哪些特征数据，我们把这些数据做一个简单的压缩，就传到网络，电池曲线参数一个毫秒，足以满足电池评估的需要，我们数据记录非常非常少。

　　最后一个，我们说BMS，储能的成本比电池的成本变得更为重要。你如果把所有的功能都加到BMS，这个BMS成本你是降不下去，我们既然数据可以送上来，后边可以有一个强大的分析平台，我前面就可以简化，前面只有数据采样或者简单保护，做一个非常简单的一个SOC计算，其它数据都由后台发上来，这就是我们现在在做的，整个状态估算和下边BMS的采样，我们经过储能节点控制器，最后传到网络上，储能节点控制器会有一定的算法，下边这个基本就是检测和均衡。最终的运算是在后台网络来运算。这是整个系统架构。

　　我们看一下最底层变爹有效简单，就是均衡，低压采集和均衡采集到电流采集。储能节点控制器告诉下边怎么处理，包括SOC在这儿进行一次，后台再进行一次工作。这是我们已经在做的智能传感器，电池管理单元、智能节点控制器，就把储能那块成本大幅度下降。

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