儲能科普之電池基礎(chǔ)知識

利用這段時(shí)間給大家整理了五期儲能基礎(chǔ)知識的分享。

1、電池儲能系統(tǒng)ESS/BESS

電池儲能系統(tǒng)（Energy Storage System / Battery Energy Storage System ）指以電化學(xué)電池為儲能載體，通過變流器進(jìn)行可循環(huán)電能存儲與釋放的設(shè)備系統(tǒng)。主要包括儲能變流器（PCS）、電池系統(tǒng)（battery）、電池管理系統(tǒng)（BMS），能量管理系統(tǒng)（EMS）及其他。

2、電池系統(tǒng)的構(gòu)成

電芯（Battery Cell）：電池系統(tǒng)的最小單元。

電池模組（Battery Module/Pack）：一系列單個(gè)電池的標(biāo)準(zhǔn)封裝。

電池簇/架（Battery Cluster/Rack*）：一系列電池模組組成的儲能單元。

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、電芯質(zhì)量（A、B、C級電芯）

A級電芯是質(zhì)量最高的一類電芯，其電池材料、技術(shù)、儲能、穩(wěn)定充放電、規(guī)格、恒溫標(biāo)準(zhǔn)等都是行業(yè)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。A級電芯一般由使用電芯的工廠直接向電芯制造商下訂單。電芯制造商根據(jù)工廠的生產(chǎn)能力和技術(shù)能力安排生產(chǎn)。經(jīng)過一系列電池片生產(chǎn)工序后，電芯最終被生產(chǎn)出來并交付給客戶。它具有以下特點(diǎn)：

1）高容量保持率：在多次充放電循環(huán)后，仍能保持較高的容量；

2）低內(nèi)阻：內(nèi)阻小意味著在放電過程中能量損失少，能夠更高效地為設(shè)備供電；

3）良好的一致性：同一批次的 A 級電芯在容量、電壓等參數(shù)上具有高度一致性；

4）高安全性：經(jīng)過嚴(yán)格的安全測試，包括過充、過放、短路、擠壓等測試。

4、電池容量（Ah）

儲能電池的容量通常以安培小時(shí)（Ah）表示，這是衡量電池存儲電量大小的基本單位。例如，如果一個(gè)電池標(biāo)注為314Ah，這意味著在理想條件下（恒定電流），該電池可以在1小時(shí)內(nèi)放電完畢。然而，實(shí)際應(yīng)用中，電池的容量可能會(huì)因?yàn)槎喾N因素而有所不同，如溫度、電池的老化程度等。而電池的能量（Wh）=電池容量 （Ah）×電池電壓 （V），譬如電池標(biāo)稱容量為314Ah ，電池電壓為3.2V，即電池的標(biāo)稱能量為1004.8Wh，一節(jié)電芯大概為1度電。

5、充放電倍率（C）

C用來表示電池充放電能力倍率。充放電倍率=充放電電流/額定容量，例如：額定容量為100Ah的電池用50A放電時(shí)，其放電倍率為0.5C。額定容量為100Ah的電池用200A放電時(shí)，其放電倍率為2C。1C，2C，0.5C是電池放電速率，表示放電快慢的一種量度。

6、電池荷電狀態(tài)（SOC）

電池荷電狀態(tài)（State of Charge），指的是電池中剩余的電荷的可用狀態(tài)。SOC=1，電池充滿電；SOC=0，電池放完電的狀態(tài)，對電池SOC進(jìn)行估算，避免電池出現(xiàn)過放電、充電現(xiàn)象，可以使電池壽命得以延長。

除SOC外，SOE（電池能量狀態(tài)：State of Energy）也是一個(gè)重要的參數(shù)，SOE則更側(cè)重于系統(tǒng)實(shí)際可用的能量，可以幫助用戶或系統(tǒng)更準(zhǔn)確地了解當(dāng)前電池系統(tǒng)或儲能系統(tǒng)的能量狀態(tài)，從而做出更合理的充電、放電或使用決策。

7、電池放電深度（DOD）

電池放電深度（Depth of Discharge），是用來衡量電池放電量與電池額定容量之間的百分比。同一電池，設(shè)置的DOD深度和電池循環(huán)壽命成反比，放電深度越深，電池循環(huán)壽命越短。如圖，90% DOD循環(huán)次數(shù)為7000次，95%循環(huán)次數(shù)約6000次。

8、電池健康狀態(tài)（SOH）

電池健康狀態(tài)（State of Health），電池SOH以百分比的形式表征了電池當(dāng)前的健康狀況。簡單來說，就是電池使用一段時(shí)間后，性能參數(shù)與標(biāo)稱參數(shù)的比值。根據(jù)IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，電池使用一段時(shí)間后，電池充滿電時(shí)的容量低于額定容量的80%，電池就應(yīng)該被更換。

EOL（End of Life）：電池的壽命結(jié)束，當(dāng)電池的容量（SOH）下降到70%至80%左右時(shí)，可以被認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)EOL。

9、電池日歷壽命和循環(huán)壽命

日歷壽命是指電芯在儲存或放置不使用的情況下，其性能（如容量）隨時(shí)間下降的情況。即使電芯沒有經(jīng)歷充放電循環(huán)，隨著時(shí)間的推移，電芯內(nèi)部會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其性能逐漸下降。

循環(huán)壽命是指電芯在正常使用條件下，經(jīng)歷一定次數(shù)的充放電循環(huán)后，其容量下降到初始容量的某個(gè)百分比（通常為80%）時(shí)的循環(huán)次數(shù)。這是衡量電芯在重復(fù)使用過程中性能穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。電池的循環(huán)壽命直接決定了電池能夠帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是電池除安全性外，最核心的性能指標(biāo)。一般，高溫、高倍率以及寬DOD運(yùn)行對鋰電池的循環(huán)壽命的衰減有加速的作用。

小結(jié)

以上是整理的關(guān)于電池部分的基礎(chǔ)知識，供大家參考學(xué)習(xí)，如有疑問，歡迎評論區(qū)留言探討~