梯次磷酸铁锂离子电池的工作原理
电池充电时,Li+从磷酸铁锂材料中迁移到晶体表面,从正极板材料中脱出,在电场力的用途下,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液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。与此同时,电子流通过正极的铝箔,经极耳、电池极柱、负载、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔电极,再经导电体流到石墨负极,使电荷达至平衡。
电池放电时,Li+从层状石墨晶体中脱嵌,进入电解液,穿过隔膜,再经电解质迁移到磷酸铁锂晶体的表面,然后重新嵌入到磷酸铁锂的材料中。与此同时,电子经导电体流向负极的铜箔电极,经极耳、电池负极柱、负载、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔电极,再经导电体流到磷酸铁锂正极,使电荷达至平衡。
梯次磷酸铁锂离子电池的管理系统
电池管理系统重要用于对蓄电池充电过程和放电过程进行管理,提高蓄电池使用寿命,并为用户供应相关信息的电路系统总称。
电池管理系统BMS,由监测、保护电路、电气、通讯接口、热管理装置等组成,是电池保护和管理的核心组成部分,不仅要保证电池安全可靠的使用,而且要充分发挥电池的性能和延长使用寿命,作为通信用的后备能源,管理系统在开关电源和电池之间起到一个重要桥梁用途。对电池管理系统的要求必须符合通信电源供电系统的要求,所以电池管理系统的安全管理模式对电池的安全性至关重要。电池管理系统重要包括数据采集单元、计算以及控制单元、均衡单元、控制执行单元和通讯单元等。
恒流-恒压充电阶段:充电限制电压控制(电池单体3.7V,电池组59.2V);
间歇式补充电阶段:开路静置,容量减少X%SOC(其中X取值在75～95之间)时,重新进入补充电状态,补充电方式也遵循恒流-恒压充电方式;
在开路静置状态时,若交流电停电,BMS应能控制电池组无延迟进入放电状态。
即T1和T3为充电过程,T1为恒流-恒压充电阶段,T3为间歇式补充电阶段;T2为电池组开路静置阶段;T4为电池组放电过程。
