隨著新能源、分布式能源、微網(wǎng)等的快速發(fā)展，儲(chǔ)能電池應(yīng)用不斷擴(kuò)大，極大地影響著這些能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。如此，如何有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電池更好的監(jiān)測與管理，提高其產(chǎn)品性能，降低其生命周期內(nèi)的維護(hù)成本，成為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展必須思考的重要問題。“就電池管理技術(shù)而言，國外的水平并沒有突出的比國內(nèi)好。”杭州高特新能源技術(shù)有限公司（簡稱“高特新能源”）總經(jīng)理徐劍虹指出，但都面臨著進(jìn)一步創(chuàng)新技術(shù)、實(shí)現(xiàn)電池梯次利用等共同問題。
實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)是重要方向
“目前，電池檢測和管理系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用對(duì)象主要分為傳統(tǒng)變電站的操作電源和儲(chǔ)能站兩個(gè)部分。”徐劍虹介紹，目前傳統(tǒng)變電站操作電源電池的運(yùn)行是浮充模式，作為后備電源，一旦停電就需要提供變電站的操作電源，比如通訊、保護(hù)、照明等；儲(chǔ)能電站的電池則是循環(huán)使用，用于削峰填谷和調(diào)頻調(diào)幅，晚上利用低谷充電，白天在峰谷時(shí)放電。運(yùn)行模式的區(qū)別也導(dǎo)致這兩個(gè)領(lǐng)域的電池監(jiān)測和管理技術(shù)有很大區(qū)別。
首先，傳統(tǒng)變電站的電池檢測主要是測電壓、內(nèi)阻，以及核對(duì)性的容量放電。而儲(chǔ)能站的電池測試，不僅需要監(jiān)測電池電壓、內(nèi)阻，更重要的是通過充放電曲線計(jì)算電池的當(dāng)前容量（SOC），還要對(duì)電池健康狀態(tài)（SOH）做出評(píng)估，為了保證電池的一致性和電池壽命，還需要對(duì)電池進(jìn)行均衡。“所謂均衡，簡單的說就是對(duì)一組電池中單體容量有差異的電池進(jìn)行調(diào)整，把容量高的放掉一點(diǎn)，把容量低的充進(jìn)去一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電池組的容量均衡，這樣才能避免落后電池的短板效應(yīng)。”他表示，目前高特新能源的主動(dòng)均衡技術(shù)在行業(yè)內(nèi)、甚至整個(gè)國際市場都是處于領(lǐng)先地位。同時(shí)，隨著變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、無人值守，電池檢測也開始走向網(wǎng)絡(luò)化。“實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)將是電池檢測和管理的發(fā)展方向。”徐劍虹認(rèn)為。
未來重點(diǎn)攻克梯次利用技術(shù)
按國家標(biāo)準(zhǔn)，新能源汽車?yán)m(xù)航里程應(yīng)該大于150公里，現(xiàn)在車廠也是按照該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。當(dāng)電池組實(shí)際容量衰減到70%時(shí)，也就是充足電只能行駛105公里的時(shí)候，客戶就可能認(rèn)為電池已經(jīng)壞了，不敢繼續(xù)使用。而根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池容量衰減到80%的時(shí)候，就應(yīng)該被更換掉。“實(shí)際上，80%剩余容量的電池還是可以使用的，比如用在儲(chǔ)能電站。因?yàn)殇囯姵貙?duì)循環(huán)次數(shù)的壽命曲線近乎線性，對(duì)儲(chǔ)能來說，電動(dòng)汽車容量衰減到70~80%的電池組只是比能量小了，但還是能夠使用。這無疑是延長了電池組的生命周期，降低了其使用成本。”徐劍虹說，如此便是實(shí)現(xiàn)了電池的梯次利用。“這將是儲(chǔ)能電池下一階段需要重點(diǎn)探索的內(nèi)容。”他表示。
只是，有關(guān)電池的梯次利用一直存在一個(gè)問題。比如，將一組一百多節(jié)的電池拆下，經(jīng)過重新測試，再一一配置到儲(chǔ)能系統(tǒng)上去，這個(gè)過程所耗費(fèi)的人工、時(shí)間成本非常大，極不劃算，失去了電池組梯次利用的意義。“這是阻礙電池梯次利用最主要的原因。”對(duì)此，徐劍虹說，未來汽車電池組的組成一定是模塊化的，這就好比是鉛酸電池，12伏的鉛酸電池里面有6個(gè)電池串，我們也可以把有100多節(jié)的電池包做成6或8個(gè)模塊。這樣的話，電池梯次利用的工作量就會(huì)大大減小。
“與此同時(shí)，如何將BMS模塊化，并與模塊化的電池相結(jié)合，也是必須考慮的一個(gè)問題。”徐劍虹解釋說，目前電池PACK的BMS是以部件的形式獨(dú)立于電池安裝的，以后的設(shè)計(jì)將會(huì)把BMS和電池模塊集成在一起，構(gòu)成具有電池信息的智能電池模組。這樣的話，電動(dòng)汽車退役下來的電池模組拆下來之后，內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)就變得可知了，不再需要對(duì)電池測試配組，也節(jié)省了重新組裝的工作，只需根據(jù)電池模組的信息，直接往儲(chǔ)能站上安裝就可以。如此，從汽車電池PACK轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)能電池組的梯次利用過程就變得非常容易，梯次利用的難點(diǎn)將得以真正解決。