电池管理系统(Battery Management System,缩写BMS)是智能化管理及维护各个电池单元的系统,通常具有量测电池电压的功能,防止或避免电池过放电、过充电、过温度等异常状况出现,以延长电池的使用寿命。
1. 液流电池组成结构及工作原理
● 锂离子电池储能系统
⑤ 其他辅助系统(温度湿度控制系统、监控系统、防护系统、变压器系统等)
● 液流电池储能系统
组成:(以全钒液流电池为例)
①电堆(功率)
⑦能源管理系统(EMS)
液态电解质在电堆外的两个独立容器中存储,电池工作时,电解液通过输送系统在电极间循环。
电能是通过电解液的化学反应产生的,这些电解液包含不同价态的离子,可在电极之间转移以产生电流。
2. 液流电池 BMS 与锂电池 BMS的区别
锂电池的电池管理系统更多的是集中在电芯的管理上,只要把电芯做均衡、电池充放电的均衡性达到一致就可以了,锂电池BMS专注于监测、性能平衡。
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相较于锂电池的BMS,液流电池BMS需要更多的设备控制功能。由于液流电池的能量系统(电解液)和功率反应系统(电堆)是分开,充放电过程,电解液是不断流动的,中间就会有循环系统也就是泵、管路、阀门、换热器等设备,这些都需要BMS来自动控制,系统的运行和电堆之间的关系密切。
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所以,液流电池的BMS不仅需要考虑电堆,需要具有像锂电池BMS采集电压、电流、温度采样机的监测功能,还要顾及到整个系统的运行状况,包括监测并控制电解液的流量、压力,同时,还需要控制阀门的开关等,甚至在电池系统出现故障时发信号给控制器,传递给传感器或者例如电频器、泵之类的调整装置。
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3+X级架构BMS系统 | 图源:弘通微和
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图摄于弘通微和展台
3. 液流电池BMS 的应用挑战
1. BMS适配难:目前市场上不存在液流电池专用BMS产品,锂电池BMS又无法直接适配
2. 自主研发成本高:电气、控制策略、算法、传感设备自主研发消耗人力成本、时间、资金较大,对于新型公司快速入局带来挑战。
3. 环境污染:液流电池虽本征安全但如若发生泄漏,将会对环境造成污染需要对系统进行全面的保护。
4. 控制复杂:液流电池除对电气类控制外仍要对液路、泵管阀等进行控制,且不控制方式下效率偏差明显。
5. 传感器挑战多:电解液除强酸/碱、强腐蚀性外,还具有电化学腐蚀,常见传感器多为金属材质,无法直接应用,需要找寻新型传感器及反复测试和验证。
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资料来源:北京弘通微和
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原文始发于微信公众号(艾邦液流电池网):液流电池和锂电池BMS的区别
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