对锂电池储能系统PACK进行深入剖析

发布时间：2023-06-09

来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)

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我国正在积极努力实现“碳达峰、碳中和”战略目标，这将极大地提升光伏、风电等清洁能源以及储能系统电力的接入比例，为储能市场带来了巨大的发展机遇。在政策的推动下，我国电化学储能系统正迅速发展，电化学储能的市场份额也在不断增长，在发电、电网和用电各个方面都得到广泛应用。

锂离子电池储能技术作为电化学储能的主要路线，发挥着重要的作用。而电池PACK技术则是锂离子电池行业中不可或缺的一环。通过电池PACK技术，我们可以将多个电池单体进行组装，形成一个完整的电池组。这项技术能够有效管理电池单体的性能和安全，并提供稳定可靠的电力输出。

由于我国越来越重视清洁能源和储能系统的发展，电池PACK技术具备巨大的前景和潜力。它不仅有助于提高储能系统的效率和可靠性，还能支持可持续能源的大规模应用。因此，了解电池PACK的基础知识对于我们深入理解电化学储能系统的运作机制和技术发展具有重要意义。让我们一同探索电池PACK的基本概念和工作原理吧。

电池PACK，也称为电池模组，是一种制作工艺用于锂离子电池的封装和组装。它涉及包装、封装和装配等步骤，通过并行和串联连接多个锂离子电池单体，考虑系统的机械强度、热管理和BMS（电池管理系统）匹配等问题。该技术在整体结构设计、焊接和加工工艺控制、防护等级以及主动热管理系统等方面具有重要的技术要素。当将两个或多个电池按照客户要求进行串联或并联，并形成特定的形状时，这就构成了一个电池PACK。

电池PACK的组成

电池PACK组成重要包括单体电池模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS几个部分。

▶电池模块（Battery Module）是锂离子电池PACK的重要组成部分，它可以类比为电池PACK的“心脏”，主要负责电能的储存和释放。

电气系统：包括连接铜排片、高压线束、低压线束以及电气保护器件等组件。高压线束类似于电池PACK的“大动脉血管”，将电池电能输送至末端负载；而低压线束则类似于电池PACK的“神经网络”，传输实时的检测信号和控制信号。

热管理系统：热管理系统采用风冷或液冷两种方式，其中液冷又可分为冷板式液冷和浸沉式液冷。热管理系统相当于给电池PACK装上一个空调，通过有效控制电池温度来提升其循环寿命。通常要求系统温差不超过5℃。

箱体：由箱体、箱体盖板、金属支架、面板和固定螺钉等组成，扮演着电池PACK的“骨骼”角色，提供支撑、抵抗机械冲击、减震和环境保护的功能。

BMS：即电池管理系统（Battery Management System），可以视为电池PACK的“大脑”。BMS主要负责测量电池的电压、电流和温度等参数，同时具备均衡等功能，并将数据传输给MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）进行管理。

电池PACK具有以下特点：

PACK锂电池包要求电池具有高度的一致性，包括容量、内阻、电压、放电曲线和寿命等方面。

电池PACK的循环寿命通常低于单只电池的循环寿命。

使用电池PACK时需要在限定条件下操作，包括充电、放电电流、充电方式和温度等。

锂电池PACK成型后，电压和容量会有较大的提高，因此需进行保护，如充电均衡、温度、电压和过流监测等。

电池PACK必须满足设计所需的电压和容量要求。

电池PACK的组装方法主要有以下两种：

串并联组装：通过并行和串联连接多个电池单体形成电池模组。并联可以增加容量而电压不变，串联则使电压倍增而容量不变。例如，将电压为3.2V的电芯串联15个，可形成48V电压（串联升压）；将容量为50Ah的电芯并联2个，可得到100Ah的容量（并联扩容）。

电芯要求：根据设计要求选择相应的电池单体，并对并联和串联的电池进行要求匹配，如要求种类一致、型号一致，容量、内阻、电压差异不超过2%。无论是软包装电池还是圆柱电池，都可以进行多串组合。

如何看懂电池PACK技术参数

项目名称	参数指标
组合方式	1P24S
额定容量	280Ah
额定电压	76.8V
额定能量	21.504kWh
最大倍率	0.5CP
重量	138±3kg

▶ 组合方式：1P24S

在此组合方式中，S代表串联电芯，P代表并联电芯。因此，1P24S表示电池模块内有24个电芯进行串联，而并联电芯的数量为1。通过串联后的电芯，额定电压可以倍增，例如每个电芯的电压为3.2V，则24个电芯串联后的电压为76.8V。

额定容量：280Ah

额定容量是指电池在额定工作条件下能够长期持续放出的电能容量。以280Ah为例，表示该电池模块可以以最大倍率0.5C的电流放电，并能持续放电2小时。

额定能量：21.504kWh

额定能量是根据标称容量和标称电压计算得到的。以该电池模块为例，额定能量=280Ah * 76.8V = 21.504kWh。因此，该电池模块可以放出总计21.504千瓦时的能量。

综上所述，永泰数能电池模组采用了1P24S的组合方式，具备高安全性、可靠性和智能控制等特点。该电池模组的应用范围广泛，可以用于储能系统、电动汽车等领域，为人们提供高效、可靠的能源储存解决方案。随着科技的不断发展，锂电池储能系统PACK在未来的市场中将扮演越来越重要的角色，推动可持续发展和环保生活方式的实现。

关键词：电池管理

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