
早期海洋锂电池系统的先驱者使用矩形单体电池,有些至今仍在使用。这类电池被称为“棱柱形”,其定义是具有棱柱的形状——除非想象两个棱柱组合成矩形,否则这个描述并不具代表性。更准确的说法应是“正矩形棱柱”,以区别于“反”或“左”矩形棱柱——当然这只是假设。不过题外话就到此为止……
采用磷酸铁锂化学物质(LiFePO4)的方形电池有多种形状和形式,但常见的规格约为100安时,电压为3.2伏左右,因此需要将四个这样的电池串联起来,形成一个标称12伏100安时的电池组。电池组中的每个方形电池的正负极上都安装有一个设备,该设备通过通信电缆将电压和温度信息发送到一个称为BMS(电池管理系统)的远程盒子。
一个BMS可以管理许多单个电池,无论它们被封装成一个大型电池还是多个小型电池以组成一个大型电池组,它有两个主要功能。一个功能是监测并协调电池的平衡,确保它们在充电过程中和/或充电后都保持相同的电压;另一个功能是监测欠压、过压、过热或电池过度失衡。有些BMS还会监测容量和电流。
相比之下,RELiON磷酸铁锂电池采用小型圆柱形电芯,而非棱柱型。每个电芯直径约1英寸、长度2.5英寸,电压与棱柱型磷酸铁锂电芯相同(3.2伏),但容量仅为3.35安时。因此,标称12伏/100安时的RELiON电池中,每个电池组需将30个圆柱电芯并联以实现100安时容量,再将4组30芯单元串联使标称电压升至12伏。RELiON电池共有120个圆柱形电池单元,而棱柱形版本仅有4个单元。
RELiON电池中的每个电池组均以类似于方形电池的方式进行监控,但相关信息会传输至内置而非外置的BMS(即集成在电池壳体内部的电池管理系统)。除正负极电缆连接外,RELiON电池无其他外部接口。内置BMS负责监控和调节电池组的均衡状态,并在检测到温度过高、电压过载/欠压、电池组失衡或过流情况时,通过其内部断开机制切断电池供电。此外,每个单体圆柱电池均配有坚固的不锈钢外壳,外壳内置泄压阀,可在压力过高时开启并切断该电池的电路连接。
那么圆柱形电池有什么缺点呢?好吧,与塑料外壳的方形版本相比,多个不锈钢电池确实会增加一点整体重量,而且它们的圆形形状在包装在一起时往往会留下空隙,尽管这有利于良好的空气流通和一致的电池温度。但事实上,圆柱形电池可以封装成许多不同的形式和配置,加上每个电池内部都有BMS和断开机制的巨大优势,足以弥补任何微小的重量增加或容量略微减少的问题。此外,如果多性向圆柱电池足够好、足够安全,能在装有7000节电池的特斯拉汽车上使用,那么它们也肯定足够好、足够安全,适用于船上的RELiON电池。
那么我们来比较一下这两种船用锂电池系统的安全断开机制。
棱柱形电池:典型的船用锂电池系统采用棱柱形电池,其特点是配备远程BMS(电池管理系统),该系统集成一个或多个接触器,当BMS检测到故障状态时,可将电池组与充电源或Load断开。此功能实际上并非BMS的主要功能,因为它与电池管理无关,但它允许在Load断开时继续充电,并在充电中断时保持Load连接。通常还会在断开负载之前停止发电机充电,以减少发电机中二极管烧毁的可能性。
RELiON Batteries: 由多个RELiON LiFePO4电池组成的电池组具有非常可靠的安全机制,即每个电池都有自己的内部断开机制,可在故障条件下隔离任何单个电池,同时保持电池组的其余部分完全正常运行。然而,如果希望防范极不可能发生的完全灾难性故障(即电池组中的所有电池都断开连接,导致船只失去动力),我们可以通过以下方式模拟基于棱柱形电池系统的“BMS Plus”功能:
1. 将所有重要的直流负载(如无线电、导航设备、灯光、仪器等)移至其专用的“重要负载总线”上,并使用二极管和/或组合器,以便在锂电池组完全断开时,能够由启动电池或其他辅助电池接管这些重要负载。
2. 采用Philippi的现成组件,打造一个带Load和充电接触器的双总线系统,类似于棱柱形电池组的配置。Philippi PSM 2系统还能监测和控制船上的许多其他功能,并且可以随时扩展和添加。
该图表here展示了一个使用RELiON电池和Philippi监控与切换组件的双总线系统示例,其中还包含了读档总线以完善功能。在最基础的配置中,即不包含电池温度监控且无读档总线的情况下,Philippi组件的成本低于2,000.00美元。
随着RELiON电池以非常实惠的价格推出,如今任何尺寸的船只都能配备全面的LiFePO4系统,其控制、安全和监控水平在其他系统中无与伦比。
早期海洋锂电池系统的先驱者使用矩形单体电池,有些至今仍在使用。这类电池被称为“棱柱形”,其定义是具有棱柱的形状——除非想象两个棱柱组合成矩形,否则这个描述并不具代表性。更准确的说法应是“正矩形棱柱”,以区别于“反”或“左”矩形棱柱——当然这只是假设。不过题外话就到此为止……
采用磷酸铁锂化学物质(LiFePO4)的方形电池有多种形状和形式,但常见的规格约为100安时,电压为3.2伏左右,因此需要将四个这样的电池串联起来,形成一个标称12伏100安时的电池组。电池组中的每个方形电池的正负极上都安装有一个设备,该设备通过通信电缆将电压和温度信息发送到一个称为BMS(电池管理系统)的远程盒子。
一个BMS可以管理许多单个电池,无论它们被封装成一个大型电池还是多个小型电池以组成一个大型电池组,它有两个主要功能。一个功能是监测并协调电池的平衡,确保它们在充电过程中和/或充电后都保持相同的电压;另一个功能是监测欠压、过压、过热或电池过度失衡。有些BMS还会监测容量和电流。
相比之下,RELiON磷酸铁锂电池采用小型圆柱形电芯,而非棱柱型。每个电芯直径约1英寸、长度2.5英寸,电压与棱柱型磷酸铁锂电芯相同(3.2伏),但容量仅为3.35安时。因此,标称12伏/100安时的RELiON电池中,每个电池组需将30个圆柱电芯并联以实现100安时容量,再将4组30芯单元串联使标称电压升至12伏。RELiON电池共有120个圆柱形电池单元,而棱柱形版本仅有4个单元。
RELiON电池中的每个电池组均以类似于方形电池的方式进行监控,但相关信息会传输至内置而非外置的BMS(即集成在电池壳体内部的电池管理系统)。除正负极电缆连接外,RELiON电池无其他外部接口。内置BMS负责监控和调节电池组的均衡状态,并在检测到温度过高、电压过载/欠压、电池组失衡或过流情况时,通过其内部断开机制切断电池供电。此外,每个单体圆柱电池均配有坚固的不锈钢外壳,外壳内置泄压阀,可在压力过高时开启并切断该电池的电路连接。
那么圆柱形电池有什么缺点呢?好吧,与塑料外壳的方形版本相比,多个不锈钢电池确实会增加一点整体重量,而且它们的圆形形状在包装在一起时往往会留下空隙,尽管这有利于良好的空气流通和一致的电池温度。但事实上,圆柱形电池可以封装成许多不同的形式和配置,加上每个电池内部都有BMS和断开机制的巨大优势,足以弥补任何微小的重量增加或容量略微减少的问题。此外,如果多性向圆柱电池足够好、足够安全,能在装有7000节电池的特斯拉汽车上使用,那么它们也肯定足够好、足够安全,适用于船上的RELiON电池。
那么我们来比较一下这两种船用锂电池系统的安全断开机制。
棱柱形电池:典型的船用锂电池系统采用棱柱形电池,其特点是配备远程BMS(电池管理系统),该系统集成一个或多个接触器,当BMS检测到故障状态时,可将电池组与充电源或Load断开。此功能实际上并非BMS的主要功能,因为它与电池管理无关,但它允许在Load断开时继续充电,并在充电中断时保持Load连接。通常还会在断开负载之前停止发电机充电,以减少发电机中二极管烧毁的可能性。
RELiON Batteries: 由多个RELiON LiFePO4电池组成的电池组具有非常可靠的安全机制,即每个电池都有自己的内部断开机制,可在故障条件下隔离任何单个电池,同时保持电池组的其余部分完全正常运行。然而,如果希望防范极不可能发生的完全灾难性故障(即电池组中的所有电池都断开连接,导致船只失去动力),我们可以通过以下方式模拟基于棱柱形电池系统的“BMS Plus”功能:
1. 将所有重要的直流负载(如无线电、导航设备、灯光、仪器等)移至其专用的“重要负载总线”上,并使用二极管和/或组合器,以便在锂电池组完全断开时,能够由启动电池或其他辅助电池接管这些重要负载。
2. 采用Philippi的现成组件,打造一个带Load和充电接触器的双总线系统,类似于棱柱形电池组的配置。Philippi PSM 2系统还能监测和控制船上的许多其他功能,并且可以随时扩展和添加。
该图表here展示了一个使用RELiON电池和Philippi监控与切换组件的双总线系统示例,其中还包含了读档总线以完善功能。在最基础的配置中,即不包含电池温度监控且无读档总线的情况下,Philippi组件的成本低于2,000.00美元。
随着RELiON电池以非常实惠的价格推出,如今任何尺寸的船只都能配备全面的LiFePO4系统,其控制、安全和监控水平在其他系统中无与伦比。