中国储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开，来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表，围绕产业热点话题，发表了一系列精彩演讲，中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间，深圳市强能电气有限公司董事长王创社博士，在“通信储能专场”，以《蓄电池组均衡技术》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。

深圳市强能电气有限公司董事长王创社博士

王创社：大家好，我是深圳市强能电气有限公司王创社。这个公司是我自己创立的一直在从事新能源行业接近十多年，我关注新能源行业有20年了。就电池节能技术实际上我是搞开发电源的我对电池电阻非常熟悉，然后搞电动汽车充电站的过程中国内第一个充电站是我建的，电池厂家特别在深圳有一天宗总（音）提出电池均衡问题还有万象电池（音）也是锂电池都有电池均衡的问题，我就从2001年一直管出解决电池云横问题研究了国内外大量的专利，2009年就发明均衡专利方案获得了美国专利和中国专利。今天我就大概讲一下电池均衡方案和方案的分析。

电池均衡实际上现在这个行业很火大概的方向我就不说了，电池的寿命可以达到5000次到一万次应该单体都是可以的，但是成组以后两三千次可能都比较困难，这是一个问题。还有就是三元寿命可能是700-2000之间，可能有些是超过2000多，因为现在行业比较浮躁，有的可能比较夸张一点。现在电池寿命就我的了解我就大概说一下，现在实际上电池的单体电动汽车也好、储能也好应该单体电池性能完全满足产业应用，比如说电动汽车来说家用轿车三天充一次电一此跑250公里，如果4000次可以用到40年60万公里以上这样基本可以完全拿去使用，问题就是成组以后寿命不到一半或者三分之一，这个问题就非常关键，怎么解决电池的成组问题实际上最关键的就是电池一致性问题。

这个就是电池均衡方案，一般分为主动均衡和被动均衡。被动均衡一般指的是电阻放电，因为没有严格定义，被动均衡指的是通过电子放电的均衡。被动均衡分了两种，一种是把电池充满以后放电然后让落后电池补充起来。还有一种被动均衡就是通过BMS控制提前给高压电池放电被动均衡现在目前也就这两种。这是主动均衡方案，实际上按照方案分的话可能有各种各样的，现在我大概今天大体说一下。均衡简单来说不是一个复杂的问题就是把电池组的电压拉平，拉平以后就是把高的放在低的充电这是主动均衡。主动均衡就是现在有几种方法，一种是把高压单个的电池跟总的电池组之间交换能量把高压的放到总的电池组或者把总的电池组给低压电池充电这是一个方式，现在这个方式也用得比较多，这个方法应该是没有新的专利，但是这个方案已经很久了，包括颗粒也好都采用几百套类似的方案，这是将高电压电池转到总电池组给低电池充电。第二个是将高电压电池电量转移到低电压电池，通过BMS控制从每一次控制把最高的转到最低上去。第三个是比较相邻两个电池的电压，左右两个电池比较这是美国公司专利，国内也有做的，我就不说名字了。这种方法也有很多特点，第四个就是并行的将所有高电压电池电量转移到所有低电压电池电量，像所有水杯用一个联控管连接起来一样，这个方法是我的发明专利也是做了好多年的。第五个它不只是电池均衡是一种电池管理方法。

这个是均衡方案的优缺点，被动均衡大家都知道是电路简单、可靠、成本低，缺点是电流小消耗能量，要提前开启BMS，对BMS要求非常高，如果BMS控制失误或者控制不够的话反而会造成不均衡。主动均衡实际上就是电流大、均衡速度快、效率高，但是缺点是电路复杂、成本高相对可靠性比较低，应该说主动均衡也是一个方向，电路复杂成本高随着批量大应该都可以解决。主动均衡方案刚才说的就是第一种和第二种从单个的都有能量循环，总的比如说单个高的电压放电的时候在放电的同时也在从整组充电能量循环，还有每次只能控制一两个电池速度是比较慢的。第三种方案就是相邻两个电池直接转换，它的方案好处就是不受整个BMS控制但是只是相邻两个均衡速度相对慢而且也会存在回充问题，均衡效率比较低。这个就是强能均衡方案，我研究了好多年的电池均衡。实际上它是一种方法，它的方法就是在每一个电池上加一个双向变换器把所有的电池在电路上达到并联的效果，目的是做到串联电池达到并联的效果，达到一个做到电压均衡还有能量共享。它的特点就是电路方案简洁、可靠，应该说是一看就懂，还有它的特点就是电路比较可靠包括澳大利亚专家就曾经评价它是非常完美的。我是搞电力电子的，电力最高可以做到98%，可靠性也是用最可靠性的电路方案。我再大概说一下电池管理，现在电池管理的话应该说是行业非常热包括粒高和好多公司做电池管理，做电池管理的话真正电池管理把电池管理分为运营管理和维护管理，偏向电池的应用管理而轻视了电池的维护管理，实际上大家做电池和能量应该更关心的是电池的维护管理，就是怎么样通过管理能够延长电池的使用寿命，这是最要注意的问题。现在电池管理偏向应用管理就是对电池的SOC固算、SOP、SOE之间的测试和算法之间搞研究非常多，这个就是怎么样用号电池的问题。我觉得电池就是一个好的产品就是不要打扰客户的产品，一个好的电池包应该是在正常情况下不输出信息的，如果有出问题不能处理的话可以到专业工厂维修，这是一个很好的产品。不像现在一样每一个电动公司都搞成电池管理专家了，这个大概就是分析了均衡和电池参数的影响，有人说电压均衡实际上我们现在搞电压均衡也就是SOC均衡。现在SOC没有严格定义，SOC大部分和电压是呈关联关系，我认为电压均衡就是SOC均衡，基本上两个是一样的。电压均衡不一定电量均衡，容量大的电池电量是比较高的，还有就是我说的快，大家也可以一起讨论。还有就是电压均衡和内阻的关系，我认为是有利于内阻的，内阻大的但吃通过电压均衡可以减少内阻电池的发热对电池的一致性是有好作用的。做好了电压均衡之后我们基本上做到每节电池防止每节电池的过气压或者显著减少过气压，让每一个电池同时充满同时放完从理论上延长电池组寿命。我的目的就是让电池组中每一个电池都能像单节电池对待控制每一个电池的电压、电流和温度，达到或者接近单节电池的寿命。

铅酸电池的均衡相对来说比锂电池来说好解决的原因在什么地方？铅酸电池是不怕过压，过压以后至少没有安全性问题，能够让这个实现一致。现在也是要均衡的，不均衡寿命也是要很短的。传统的铅酸电池方法就是以牺牲高电压电池的性能作为代价然后让高压电池过压把能量消耗掉是一种内耗式的消耗然后达到均衡一致，现有的均衡方法定时是720小时，现在也能延长到三个月就是两千多个小时，但是我感觉这种方法可能也有值得深入研究的方面。基站检测的话电压经常有超过100毫伏的这是在深圳铁塔试测过，说明电池不一致性还是很严重。现在每一个电池组充电的时候是很完善的，温度补偿以后如果压差达到100毫伏那温度补偿的作用已经大打折扣了，温度补偿考虑再高实际上也是没用的因为压差太大了就给淹没掉了。

这是深圳铁塔做的电压均衡测试，然后用我们的均衡模块原来相差100毫伏基本上可以做到相差9毫伏而且保持稳定。这是广西广电公司对UPS应该是120Ah做了一个测试，价差也是显著降低。其实电池的均衡业绩也就是锂电池引起来的，铅酸电池虽然有不均衡问题但是通过均充基本上能够比较好的解决，不是大问题。锂电池如果过压的话存在安全问题就会气候爆炸，所以锂电的安全问题导致了均衡问题显得非常严重而不得不做的。现在实质上目前采用主动均衡和被动均衡是一个综合性价比的这种，主动均衡和被动均衡都要采用，有的国外采用主动均衡多有的国内采用主动均衡少，特斯拉是采用被动均衡，被动均衡如果能解决的话就是被动均衡。现在问题电动汽车用的话也是一个因素，电动汽车我们希望电池的寿命能够跟电池寿命一致，但是目前做用在电动汽车上的电池是最好的电池经过严格配置的电池在三五百次循环以内或者一两年以内应该是不需要均衡处理都能够扛得住的，我们如果控制总的电压实际上BMS也是可以用的，电池均衡最关键就是看一两年以后或者电池循环三五百次以后才能够显示出电池管理最关键的作用。我们要从电芯使用防微杜渐，不要等电池差异非常大才解决，电池一旦损坏很难修复几乎是不可修复的。我们要在电池不要再让电池出现电池性能下降因素出现之前把它已经达到处理让每一个电池的电压电流都保持比较友好的状态，这样电池能够延长电池出现电压出现分化，一致性出现分化的时间，这是要处理的问题。当电池电压存在不一致的时候怎么样不影响整组电池的使用，这是均衡处理的另外一个问题。

这是在深圳的公交车大概是2009年运行，应该还在运行，那时候2009年用我们的均衡模块装了一个在深圳长河动力现在搬到北京的北京国能汽车。我是前年测过一次跑到15万公里然后电池一致性还是相对不错的。这是对光宇电池做了一个实际操作数据，实际上这组电池40Ah用了四年左右，测的话我随机抽查了一组从电动车退下来的大概测试以后刚拿到的时候可用电量只有原电量50%，经过均衡处理恢复到83%，应该是能恢复到85%以上。中间有两节电池特别差，两节电池退下以后基本上能达到90%以上，我想另外三节性能下降的电池可能就是因为没有对它均衡管理以后每一次充完电都属于过压或者欠压状态性能衰减造成整组性能浪费。这组电池用的好的话用十年一点问题都没有，但是用了四年就退下来了非常可惜造成了社会财富浪费。

基站电池昨天我也说了一下，梯次利用因为梯次锂电的充放电次数对于充电来讲应该是富余的根本用不了那么多次，循环次数是富余的，通信上需要的如果不作为储能用的话需要的是日历寿命长时间比较久并不需要多少次，因为中国的电网非常稳定，一年平均可能就十次，十年才一百次，所以不是循环电池寿命影响了它的使用寿命而是电池的日历寿命影响了它的使用寿命。如果说要在通信基站采用峰谷差价来专区利润目前来说没有盈利空间，如果峰谷差价还要投入容量，具体怎么实施还要探索。梯次电池应该采用主动均衡，被动均衡几乎是不管用的。备电使用应该尽量使用循环次数小、成本低的电池。锂电池的安全问题，锂电池比起铅酸电池不会起火爆炸，锂电池内部有起火因素。目前就我知道大多数基站都在研发顶层，我去过好多基站都是很多的而且有电机，这个如果在居民楼里面或者大量使用梯次电池安全性能不能保证，如果装的多的话也是一个非常大的隐患。还有一个就是目前的铅酸电池并不是不能用，如果铅酸电池管理好寿命能够达到性价比高的话是不是用锂电池作为替换，锂电池成本低可能是由于国家补贴造成的现有价格比较低，是不是一个假像还值得再考察。

这个就是梯次电池这个电池做一下参考也不是很准，2013年我也是想看看怎么样做一个放电测试，200Ah的电池放出来60的Ah，上个礼拜我做测试大概放出105Ah这个应用有超过14年的电池。从这以后大家日历寿命可以做参考，性能还是不错的。锂电池应该是对中国锂电有贡献，但是个别电池是非常好的，生产批量性可能做的不是很好。

这个就说电池均衡发展方向实际上电池的一直性是电池管理一部分，我们的目的就是管理好电池把电池组中成千上万的电池，比如说特斯拉电池有接近上万只电池，每一个电池都像单节电池一样管理，让每一个电池的使用工况都比较友好的话就没有理由让个别电池的性能得到衰减，我们维护了每一个电池的话整组电池的性能和寿命也会延长。做均衡的目的就是让电池电压一致、温度一致甚至电流一致，我们讲均衡的时候现在提的都是电压均衡就是串联电池电压均衡，有一个问题大家一直都回避掉了就是并联电池的均衡，当电池并联的时候内阻是不一致的，内阻不一致的时候并联电池会差异非常大，这应该是影响电池也是非常关键的问题。但是这个问题现在没有很好的办法解决，为什么呢？因为要解决电流问题的话一个是大电流功率没有价格低的，还有如果采用任何措施的话都让损耗非常大的，这个实际上来说没有良好办法解决都把这个问题回避掉了，通过严格对并联电池的配组来解决这个问题，这个问题没有解决就靠增加电池厂生产或者是检测的工作量来解决的。电池的温度一致性我们再说特斯拉，电池温度一致性特斯拉做的比较好一点，特斯拉电池管理应该说是从技术和重构来说比国内的要差，它是非常实用的电池管理技术。它的特点就是一个温度一致性比较好，再一个工艺比较好。它的温度一致性做到正负两度。我想如果我们通过控制每一个电池组中部分电池的电流来达到调节电池温度均衡的目的，这样以后就能够减轻电池PACK中的温度管理成本，任何技术的目的都是为了降低成本增强实用性，这样的话如果做到自然风成本就会更低也是电池均衡后面温度均衡要解决的问题。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）