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「大众网」让废旧电池重生，科士达锂电池梯次利用解决方案( 二 )


以蓄电池SOC在二次使用中带来的问题为例 。 假如退役锂电池正常可以二次利用的容量是30%到80%,那么在充放电过程中,就会存在因SOC的不同,个别的锂电池无法完全的充电或者放电,这样无法充分的发挥退役电池的剩余价值 。 如果这时候还是采用传统的电池管理系统,就会在充电或者放电时过早的因这块“短板”而被迫推出运行 。
同时还有电池内阻、电池容量、开路电压及工作电压等因素,也会引起过充过放、电池环流、发热起火等不利的影响,有的可能会导致安全的问题 。 并且因为不同厂家而不一致的BMS系统方案,也是梯次利用的不利因素 。
针对上述的退役电池的多种不一致性因素,为了更好的梯次利用退役电池,科士达推出了针对性的产品以及解决方案,即为通过DC-DC变换器来实现的直流母线方案:锂电池通过多个DC-DC变换器并入到直流母线,PCS的直流端也并入到直流母线,PCS的交流端就并入交流电网(本案例为并网方案,其他案例方案亦可以实现,本文不做介绍) 。 方案原理图如图-2:
「大众网」让废旧电池重生，科士达锂电池梯次利用解决方案
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图-2退役电池的梯次利用系统原理图
由于是通过多个DC-DC变换器分别接入母线的锂电池,所以DC-DC变换器可以根据不同的退役电池采用不同的充放电控制策略,对接不同的BMS系统,可以很好的规避退役电池的不一致性 。 通过直流母线来使退役电池的差异化控制与PCS的整流/逆变控制很好的解耦,使整个系统最优的稳定运行 。
本系统应用于退役电池的梯次利用有很大的优势,具有以下系统特点:
系统特点一:在DC/DC变换器直接接入不同品牌、类别、SOC的电池,消除不同电池组并联之间产生的环流问题 。
系统特点二:解决铅酸铅炭电池无法大规模并联的问题,可接入不同品牌的电池组,实现经济利用价值提升 。
系统特点三:在系统中替换任意电池品种及不同剩余容量(SOC)的电池,实现退役电池高效利用 。
系统特点四:能实现同时充电,同时放电,或者不同组电池采用不同的充放电策略 。
系统特点五:退役电池的梯次利用是该方案的主要应用场景 。
在本方案系统中,关键设备就是DC-DC变换器,科士达对应的产品为KDC50H系列DC-DC变换器 。 该系列产品采用模块化设计,单模块功率为50KW,可通过不同的机柜装配为50KW~600KW之间的多种功率等级,灵活适用于系统方案 。
KDC50H模块的拓扑原理图如下:
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图-3KDC50H模块的拓扑原理图
该系列DC-DC变换器具有如下特点:兼容多种电池、支持共用电池组、具备MPPT功能、模块化设计、标准3U尺寸、在线热插拔技术、三电平技术、最高效力可达99%、高电池容量利用率 。
KDC50H系列DC-DC变换器的优势明显,可以通过直流母线的方案,很好的解决退役电池的梯次利用,这也将会成为梯次利用的主流方案 。 （科士达锂电池供图）


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