能源和环保问题越来越受到国内外各界人士的关注,新能源的可持续发展是国家重大战略布局,在“双碳”背景下,新能源与储能系统已成为新能源推广和能源革命的重要手段。近年来,电池技术飞速发展并逐步成熟,锂电池已经成为储能电池的重要组成部分。在锂电池储能应用中,由电池管理系统(Battery Management System,BMS)对其工作状态进行监测和安全管理。由于锂电池组储能安全要求较高、工况复杂,使得电池的控制策略亟待相应发展。在长期的科研工作过程中,逐步发现单体电池技术的进步并不代表成组应用的电池组整体寿命的提高,串联、并联后的电池组性能并非单体电池性能的线性叠加。一致性控制、成组技术、充电技术、电池监控和管理、热管理控制、状态估算、均衡技术和性能测试技术等逐步成为锂电池储能技术的关键和核心。
作者在总结多年动力锂电池管理系统开发所形成的电池成组应用理论、经验和设计方法的基础上,从新能源测控与电源管理的角度,结合电化学储能对锂电池的技术要求,以锂电池应用与电源管理为出发点编著本书,希望能够对储能锂电池管理系统的设计、匹配和应用提供一些技术方面的参考,对我国的新能源技术应用事业发展做些贡献。
全书共7章,其中,第1章主要介绍储能锂电池概述,使读者可以对锂电池以及锂电池电化学储能有一个全面的认识;第2章主要介绍储能锂电池BMS核心参数与控制策略,为后续锂电储能核心状态参数估算打下基础;第3章主要介绍锂离子电池电化学储能特性分析;第4章主要介绍储能锂电池SOC估算方法研究;第5章主要介绍储能锂电池SOP估算方法研究;第6章主要介绍储能锂电池SOH估算方法研究;第7章主要介绍电池组的均衡及能量安全管理,主要包括均衡管理分类,基于MSP430、STM32、ISL78600、AD7280A、LTC6804等方式的BMS实例设计,以及BMS性能测试与故障排除。
本书由西南科技大学新能源测控研究团队师生执笔完成。作者所在的团队聚焦新能源测控领域,在教学、科研方面具有丰富的经验和产学研密切结合的优良传统。王顺利构建了整体框架并执笔完成了第1章、第5章和第6章,黄琦编写了第2章和第3章,刘冬雷编写了第4章,陈宗海编写了第7章,其他参与编写的研究学者主要有于春梅、曹文、范永存、刘春梅、陈蕾、靳玉红、熊莉英、彭家伟、张丽、王军栋、蒋聪、熊鑫,另外,金思宇、李小霞、应全红、白德奎、王晓芳、李建超、彭正红、王嘉、王瑶、周长松、刘玲、袁会芳、张良、海南、刘珂、张梦芸、王健、周佳妮、周逸飞、李泽昊、李浩阳、朱滔、詹利欢、张瀚生、陈璐、曾佳卫、王志、阳俊杰、马青云、朱晨宇、冯仁钧、沈显凤、吴帆、邱劲松、熊然、时浩添、贾先屹、乔家璐、王阳滔、肖维佳、刘雨洋、邓丹、张楚研、李阳、李锦、曹杰、杨潇、郝雪祎、戚创事、周恒、龙涛、高海英、刘冬雷、谢滟馨、梁雅雯、王超、徐宏、杨晓勇等人参与了本书的资料搜集与整理工作,在此对他们辛勤的工作表示感谢。
本书得到了西南科技大学、中国科学技术大学、四川大学、中国仿真学会仿真技术应用专业委员会、中国自动化学会新能源与储能系统控制专业委员会、西南科大四川天府新区创新研究院、工信部创新成果产业化公共服务平台、西南科技大学院士工作站、四川省军民融合创新研究院、绵阳市产品质量监督检验所(国家电器安全质量监督检验中心)、德阳市产品质量监督检验所、深圳市亚科源科技有限公司、广东贝尔试验设备有限公司、深圳市新威新能源技术有限公司、绵阳高新区正旭光伏能源科技有限公司等单位科技人员的帮助和支持,在此也一并表示感谢。
储能科学与技术涉及面广,作者水平有限,在书稿的组织和编写过程中难免有不当之处,敬请各位读者批评指正。希望以此书为交流平台,与各位读者建立联系,促进新能源与储能系统领域的技术进步。