[發明專利]鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法及系統

有效

• 申請號: 201710333218.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106972588B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 趙夢欣;李鵬;余偉成;張振乾;馮亮;田孝華;郭媛媛;勞斯佳;馬麗;楊志超;劉洋
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明公開了一種鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法及系統，其特征在于，所述方法包括：對鋰離子電池充電；在隨后的充電后靜置階段，對充電裝置的輸出電壓進行控制；在隨后的浮充階段，對充電裝置的輸出電壓進行控制；浮充階段過后，對鋰離子電池補充電。所述系統包括：控制裝置、充電裝置、鋰電池電流傳感器和鋰電池模組串。本發明的有益效果在于：在充電后靜置階段，充電裝置的輸出電壓等于鋰離子電池的開路電壓，鋰離子電池不放電，維持滿容量；在浮充階段，充電裝置的輸出電壓等于鋰離子電池預期的補充電并靜置后的開路電壓，補充鋰離子電池自放電導致的電量損失，并避免過充；通過補充電，避免長期浮充導致的鋰離子電池電量不足。

技術領域

本發明涉及電力和通信領域，并且更具體地，涉及一種鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法及系統。

背景技術

在電力和通信領域，直流電源系統內通常配備固定型閥控式鉛酸蓄電池，但鉛酸蓄電池存在環境污染，運行壽命短，內部開路難以發現，核容時間長，維護成本高等劣勢，配備鋰離子電池的直流電源系統開始逐漸增多。

為了滿足直流電源系統高可靠性的要求，鋰離子電池沿用了鉛酸電池的浮充運行方式，以及鉛酸電池維護管理的定性思維，但鋰離子電池通常采用“充電-放電-充電”的循環運行方式，而不是長期涓流充電的浮充運行方式。鉛酸電池為全額抵消電池自放電造成的容量損失，追求恒定的浮充電流，通過內部的氧循環反應機理，將過充后的多余電量轉化為熱量。鉛酸電池對浮充電壓進行溫度補償時，采用負溫度補償系數，溫度升高，自放電加大，浮充電壓降低，浮充電流近乎不變。

依據鉛酸電池的運行經驗，對鋰離子電池的浮充電壓確定得過分草率。若鋰離子電池浮充電壓偏高，將導致電池極板長期維持過高電位，持續的充電電流造成極板內晶格坍塌，減損電池壽命；若浮充電壓偏低，鋰離子電池完全充電后，端電壓高于充電裝置的輸出電壓，先行部分放電，鋰離子電池的端電壓才能降至浮充電壓，降低了鋰離子電池的儲備電量。依據鉛酸電池的運行經驗，不對浮充電壓進行時間補償。長時間運行后，鋰離子電池容量衰減，前期的浮充電壓就顯得過高，較高的電池極板間電壓，造成鋰離子電池容量加速衰減。

因此，需要一種鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法及系統，消除鋰離子電池沿用鉛酸電池浮充運行控制方式的弊端。

發明內容

本發明提供了一種鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法及系統，消除了鋰離子電池沿用鉛酸電池浮充運行控制方式的弊端，延長了鋰離子電池的浮充運行壽命。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種鋰離子電池直流電源系統浮充運行控制的方法，所述方法包括：

對鋰離子電池充電；

在鋰離子電池充電階段結束后的充電后靜置階段t_s至t_f，對充電裝置的輸出電壓進行控制；

在鋰離子電池的端電壓穩定后，轉入浮充階段；

在鋰離子電池充電后靜置階段結束后的浮充階段t_f至t_r，對充電裝置的輸出電壓進行控制；

浮充階段結束后，對鋰離子電池補充電。

優選地，其中采用恒流恒壓法對鋰離子電池進行充電和補充電。

優選地，其中在鋰離子電池充電后靜置階段，充電裝置的輸出電壓U_c為：

其中，U_li為鋰離子電池組的充電限制電壓，U_op為鋰離子電池組的開路電壓，在充電階段結束、充電后靜置階段開始的時刻點t_s，充電裝置的輸出電壓U_c等于U_li，在充電后靜置階段期間，充電裝置的輸出電壓U_c等于U_op。