一、技術名稱:高效放電回饋式電池化成技術
二、技術所屬領域及適用范圍:鋰離子電池、鎳氫電池、鉛酸蓄電池生產過程中的電池極板化成和成品電池的化成充放電和補充電
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前,國內外鉛酸蓄電池生產過程普遍采用的充放電技術主要有兩種:
一種是采用可控硅為主的充放電技術。這種設備放電電能返回公用電網,放電 回收效率低。充放電時,設備功率因數低,諧波含量高,對電網產生污染,增加輸 配電的電能損耗和額外的電網諧波損耗,另需增加電網處理設備對電網進行處理。
設備輸出直流電流含有較高的紋波,會引起電池發熱和導線發熱的增加。
另一種是采用高頻開關電源方式的充電技術。采用高頻開關電源方式的主電路 對電池充電,采用電阻放電。充電諧波含量高,會增加額外輸配電和諧波損耗;放電過程電能全部以電阻放電的方式消耗,浪費大。
目前應用該技術可實現節能量6萬tce/a,CO2減排約16萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
采用最新的數字控制和高效放電回饋式電池化成技術,回饋式充放電電源,使放電的利用率有較大提高;輸出平滑直流電流對電池充電,減少了電池和輸出導線的發熱;采用變壓器的多相整理技術提高功率因數及減少諧波,減少輸配電損耗。
2.關鍵技術
(1)蓄電池放電電能回饋到局部直流母線,放電電能通過局部母線互連,對其他充電設備提供電能。直流母線和公用電網相互隔離。
(2)當蓄電池放電到公用母線的電能大于其他充電設備所需電能時,多余電能通過綠色逆變器對公司內部公用電網逆變,然后以符合國家標準的方式返回電網。
3.工藝流程
蓄電池化成過程中,蓄電池放電能量回收利用到設備局部直流母線,回收的能量供其他相互連接的充電設備充電。當放電電能無法被其他充電設備利用時,多余電能以正弦波形式返回公用電網;采用高功率因數技術,降低電流諧波,減少電網輸配電電能損耗;采用高頻充放電技術減少輸出電流紋波,減少電池發熱量和輸出導線損耗。具體工藝流程見圖1。
圖1 高效放電回饋式電池化成技術原理簡圖
五、主要技術指標
1.蓄電池放電能量回收,回收效率≥90%;
2.高輸入功率因數,平均功率因數≥0.93;
3.低輸入電流諧波,60%負載工作時,輸入諧波含量≤5%;
4.充放電輸出紋波≤5%(設備額定輸出直流)。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術已通過沈陽蓄電池研究所專家組和行業協會產品鑒定,與2010年10月在浙江超威等公司進行了產品驗證運行,于2011年10月29日通過了江蘇省經信委組織的技術產品鑒定。該技術已為超威動力、天能集團、南都電源、理士國際等國內大型電池制造商所采用,技術性能指標穩定,節能效果顯著。
七、典型應用案例
典型用戶:超威動力、浙江天能集團、南都電源、理士國際
典型案例1
建設規模:日產電池2萬只。主要技改內容:淘汰老式的可控硅化成充放電電源,采用先進的IGBT母線式全數字充電機268臺。主要技改設備:高效放電回饋式化成充放電電源及其他蓄電池專用設備。節能技改投資額1286萬元,建設期7個月。每年可節能1500tce,年節能經濟效益350萬元,投資回收期4年。
典型案例2
建設規模:日產電池1.4萬只。主要技改內容:淘汰老式的可控硅化成充放電電源,采用先進的IGBT母線式全數字充電機220臺。主要技改設備:高效放電回饋式化成充放電電源及其他蓄電池專用設備。節能技改投資額1215萬元,建設期6個月。每年可節能1080tce,年節能經濟效益250萬元,投資回收期4年。
八、推廣前景及節能減排潛力
截止2010年,全國有生產各類蓄電池的企業3000余家,各類電池總產量約500億只,銷售總額約3000億元,占全球的一半。預計未來5年推廣比例達到30%,可形成年節能能力180萬tce,年減排能力約475萬tCO2。
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