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梯形磷酸铁锂电池在塔式基站直流电源系统中的应用(上)

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-01-10 0:43:14 * 浏览: 8
动力电池的逐步利用是指动力电池无法满足现有电动汽车的动力和能量需求,并将其转移到对动力电池能量密度,功率密度和其他特性要求不高的其他领域,从而充分实现其残值。目的。随着能源短缺和环境污染问题日益突出,电动汽车因其节能环保优势而受到广泛关注。当用于电动车辆的动力电池的容量下降到不满足电动车辆的范围要求的程度时,有必要使动力电池退役。随着电动汽车市场的繁荣,退休动力电池的“出口”问题变得越来越明显。电动汽车动力电池的容量已降至80%,并且由于电池寿命不足而被淘汰。但是,在逐步利用过程之后,它仍然可以用于基站功率备份。车载动力电池组以48V备用电源进行通讯为基本模块,电动汽车动力电池串联连接并通过多组48V模块连接后,即可使用车载动力电池模块为车辆供电。动力电池的使用寿命到期后,可直接应用于通讯领域(见图1)。一步法磷酸铁锂锂电池的基本特性(1)电池容量倍率特性随着放电电流的增加,电池的放电容量将降低。当放电率小于0.33C10时,锂离子电池的放电容量受到放电率的影响。效果很小,放电容量差异不大。基本上可以确定电池容量可以100%放电。图2是在20℃下的速率与恒流放电电压和容量之间的关系。 (2)电池容量的温度特性当环境温度高于0°C时,电池容量的衰减速率较慢;当环境温度低于0°C时,电池容量的衰减速率较快。随着温度降低,电池的内阻会急剧增加(见图3)。 (3)阶梯式磷酸铁锂电池与传统铅酸电池比较的优势①耐高温:铅酸电池的稳定工作温度范围为25-28°C。温度升高会损坏电池,减少电池使用寿命长;②高能量密度:磷酸铁锂电池产品的重量比能超过130Wh / kg(0.2C,25℃),体积比能量为210Wh / L,铅酸电池的重量比能产品为32〜37Wh / kg(0.2C,25℃),体积比能量为70Wh / L,③大电流充放电性能:磷酸铁锂电池可以在2C大电流下快速充放电,启动电流可以达到5C或更高时,铅酸电池现在没有这种性能。因此,磷酸锂铁电池的充电时间短。 ④绿色环保:磷酸铁锂电池不含重金属和稀有金属(镍氢电池需要稀有金属),无毒(通过SGS认证),但铅酸电池数量很多。铅,如果在处理后处理不当,仍会对环境造成二次污染。铅酸电池和阶梯式磷酸铁锂电池的比较如表1所示。⑤阶梯式动力锂电池的使用寿命长,循环次数多。从理论上讲,这些步骤的使用可以具有6年的实际寿命和400至2,000个实际循环。倍数,与传统铅酸电池寿命3到6年相比,实际循环次数提高了200倍,⑥耐高温,锂电池满足了在45℃以下的极端条件下使用的铅在通信基站中,酸电池的温度上限仅为35°C。它具有良好的放电特性,高容量利用率高电流放电时的充电效率,高充电和放电转换效率以及级联电池的能量转换效率比铅酸电池高10%至15%。体积小,重量轻,运输成本低。级联电池的重量和体积是相同容量铅酸电池的1/2或2/3。 2梯形磷酸铁锂电池应用技术表(表2)①退役动力电池集中拆装,集中检查和重新组装成标准模块,有利于集中检查和维护退役电池,以确保质量和退役动力。核心不限于特定电动汽车项目的保证数量,最终的电池模块可以实现标准化的保证兼容性(见图4)。 ②直接在退役动力电池的基础上进行改造,有利于电池组阶梯式利用的简单模块化,具有容量大,生产方法简单,人工成本低,占地面积高等优点(见图5)。 ③梯形电池的过程:筛选电池,测试电压,电池组,内部连接线,BMS,机箱或机架(参见图6)。三段式磷酸铁锂锂电池的基本结构磷酸铁锂电池由正极板和负极板组成(正极活性物质为磷酸锂铁,负极活性物质为石墨),隔膜,电解质,薄片和铝塑膜壳。正极板和负极板是电化学反应的区域。隔膜和电解质提供了Li +传输通道。经过化学转化和其他处理后,会在电池板表面形成致密的SEI膜(也称为固体电解质界面膜)。以先导电流的作用。正极活性物质是具有橄榄石结构的磷酸锂铁,其空间和内部结构如图1所示。 7.锂磷酸铁锂按一定比例与导电剂和粘合剂混合,然后涂在铝箔上形成正极。负极活性材料通常是石墨材料,并且通过粘合剂附接到铜箔。正极和负极由聚乙烯隔板(或聚丙烯和聚乙烯复合隔板)隔开,以防止电池短路。隔膜是具有多孔结构的薄膜。在充电和放电过程中,Li +可以通过其孔,而电子e-不能通过。电池的电解质是六氟磷酸锂的有机溶剂。四步磷酸铁锂锂电池的工作原理充电时,Li +从磷酸铁锂材料迁移到晶体表面,并从正极板材料中释放出来。在电场力的作用下,它进入电解质,穿过隔板,然后进行电解。液体迁移到负极石墨晶体的表面,然后嵌入负极层状石墨材料中。同时,电子流过正极的铝箔,通过接线片,电池极,负载,负极和负极流到负极的铜箔电极,然后通过导体以平衡电荷。电池放电时,Li +从层状石墨晶体中脱嵌,进入电解质,穿过隔膜,通过电解质迁移到磷酸铁锂晶体表面,然后重新嵌入锂铁中磷酸盐材料。同时,电子通过导体流到负极的铜箔电极,流过接线片,电池负极,负载,正极和正极,流到电池的铝箔电极,然后流过导体到达磷酸锂铁正极。平衡电荷。 5磷酸铁锂电池梯形管理系统电池管理系统主要用于管理充放电电池的老化过程,提高电池寿命,并向用户提供电路系统的一般信息。电池管理系统BMS由监视,保护电路,电气,通信接口和热管理设备组成,是电池保护和管理的核心组件,不仅必须确保电池的安全可靠使用,还必须充分发挥电池的性能和扩展性。使用寿命,作为通信的备用能源,管理系统在开关电源和电池之间起着重要的桥梁作用。电池管理系统的要求必须符合通信电源系统的要求,因此电池管理系统的安全管理模式对于电池的安全性非常重要。电池管理系统主要包括数据获取单元,计算和控制单元,均衡单元,控制执行单元和通信单元。电池管理系统的示意图如图8所示。基站BMS的间歇电源曲线如图9所示。恒定电流-恒定电压充电阶段:充电极限电压控制(电池单元为3.7V,电池组为59.2V),间歇充电阶段:保持开路,以X%SOC减小容量(X介于75到95之间)(时间),重新进入补充电状态。补充电的方法也遵循恒流-恒压充电方法。在打开状态下,如果交流电源出现故障,BMS应该能够控制电池组进入放电状态而没有延迟。即,T1和T3是充电过程,T1是恒流-恒压充电阶段,T3是间歇性补充功率阶段,T2是电池组的开路站立阶段,T4是电池组放电过程。 。