古瑞瓦特BMS電池管理系統|充放電電流對鋰電池性能有何影響?

我們都知道，鋰電池隨著充放電次數的增加，電池容量SOH會越來越少，直接表現就是鋰電池的性能越來越差。影響鋰電池容量的影響因素很多，使用溫度、充放電電流(充放電率倍率)、充放電截止電壓等因素都會影響鋰離子電池的衰減速度。造成鋰電池容量衰減的機理可以分為三類：內阻和極化增加、正負極活性物質損失、Li損失。此次我們主要分享下充放電電流(充放電率倍率)對鋰電池性能的影響。

在此之前，我們先來了解下鋰電池的充放電倍率如何計算?充放電倍率是指電池在充放電過程中所承受的電流與其額定容量之比。單位為C,量綱為1/h，即“時”的倒數，此參數表示電池充放電能力、充放電快慢，計算公式如下：

充/放電倍率=充/放電電流(A)/電池額定容量(Ah)

以古瑞瓦特ENSE 209KWH-2H1和ENSE 209KWH-1H2分別為例給大家計算。

ENSE 209KWH-2H1產品參數

ENSE 209KWH-1H2產品參數

由上圖參數可知ENSE 209KWH-2H1系統內配置了PCS最大功率為100kW，電池最大儲能量209.6kWh。

PCS功率：P=U·I

電池儲能量：W=U·Q

因充放電時PCS直流側工作電壓即為電池系統工作電壓，所以我們判斷儲能系統最大充放電倍率比較直觀的計算方式為P/W=100kW/209.6kWh=0.48，考慮電池壽命等實際情況，一般最大放電深度為90%DOD，綜合考慮也就是參數上的0.5C。

ENSE 209KWH-1H2計算方法類似，最大充放電倍率計算方式為P/W=200kW/209.6kWh=0.95，結合放電深度，最大充放電倍率為1C。

在實際應用中，充放電倍率越大，電池充放電能力越強、充放電速度越快，然而，高倍率充放電會對鋰電池產生一定的影響，即充放電倍率越大，電池性能退化率越快，主要表現在以下幾個方面：

● 電池容量衰減：在頻繁進行高倍率充放電的過程中，鋰電池內部的化學反應會受到影響，導致電池容量的衰減。這種衰減通常是不可以逆轉的，使得電池的續(xù)航能力下降;

● 溫度升高以及充電效率降低：高倍率充放電過程中，由于電流過大，電池內部的熱量會增加，會增加鋰電池的功率損耗，降低充電效率，使得電池的充電時間變長;

● 電池壽命縮短：高倍率充放電過程中，鋰離子活動速度快、物質遷移頻繁，加劇了電池內部的損耗和材料疲勞。長期高倍率充放電會縮短鋰電池的壽命，降低其可循環(huán)使用次數。

從電池廠家提供的相關圖形數據也可獲知充放電倍率對電池的影響。

古瑞瓦特自主研發(fā)的BMS電池管理系統支持SOX功能，對單體電池及電池組SOC、SOH、SOP、SOE均衡計算，實現電池均衡管理，可以有效提高電池一致性;(www.growatt.com)支持熱管理功能，根據電池溫度狀態(tài)，對電池進行主動式冷熱管理，實現降溫、升溫、溫度一致性改善的控制功能;支持充放電控制功能，實時把電池SOP，電流，電壓等信息發(fā)送給PCS，保證PCS在電池最佳情況下進行充放電，另外EMS可以根據現場應用狀況在儲能系統最大充放電倍率內合理調節(jié)PCS充放電功率，達到控制充放電倍率的目的。

因此，在使用鋰電池時，合理的充放電策略是控制電池衰減、延長電池壽命、提高容量利用率、保證電池組安全運行的有效手段。

審核編輯 黃宇