Flash Battery 提供了关于高压电池的深入信息，包括高压电池的定义、适用的应用以及有助于保护操作人员和维护人员的组件。
为建筑市场混合动力履带式起重机定制的高压电池。（图片：Flash Battery）工业车辆市场中电动化车型的份额不断增长，如今已扩展到功率更大的大型机械。为了满足这一细分市场车型日益增长的动力需求，锂电池，特别是高压锂电池的一系列技术进步提供了有力支撑。
是什么以及为什么
在工业和非公路应用领域，低压电池通常被定义为标称电压不超过 102.4V 的电池。尽管相关法规将低压电池定义为 60V。高压电池的电压从 300V 起，最高可达 800V 以上。
Flash Battery解释说，低压电池的成本低于高压电池，因为低压型号中的组件易于采购，并且不需要处理更高电流所需的升级组件，例如专用连接器或安全装置。
然而，低压解决方案根本无法应用于高功率系统。这主要是由于电机的输出功率直接影响电压的选择；在工业和非公路应用中，功率超过 20 或 30 kW 的电机需要更高的电压才能保持紧凑的结构和高效的运行。
Flash Battery指出，一些原始设备制造商（OEM）对高压解决方案仍持怀疑态度，这通常是因为他们担心安全问题。但必须强调的是，高压电池需要严格的安全措施和规程，以确保操作人员的安全和系统的可靠性。
如何
电池电压与电机功率的对应关系（这些表格列出的参数仅为示例）。（图示：闪光电池）Flash Battery公司近期为一款混合动力履带式起重机开发了一款396.8V 420Ah（166.6kWh）电池。鉴于其高功率需求，该解决方案采用了四个串联电池组，并分别安装在车架的不同区域。该系统包含一个集成控制系统，并采用绝缘高压联锁系统（HVIL）以满足高压应用所需的安全标准。该项目需要对电池在车架内的安装位置进行机械研究。
该项目基于三大支柱：化学、智能组装和先进的专有控制电子技术。
电池组
据Flash Battery公司称，磷酸铁锂（LFP）电池因其高效性和安全性，目前被认为是工业应用的最佳选择。此外，LFP电池寿命长（超过4000次充放电循环），同时也是目前最稳定的电池材料。
电池单体组装是另一个重要的安全方面。尤其需要关注的是单体电池的容量，以及电池组中并联的单体电池数量。
使用更小的电池单体必然需要在电池组内增加并联连接数才能达到所需的容量，但增加并联连接数会增加短路的风险。Flash Battery 生产的电池组最多只使用四个并联的电池单体：测试表明，这种设计提供了最安全的解决方案。
组件点名
高压电池组中还有其他一些组件发挥着至关重要的安全作用。这些组件包括熔断器（用于在检测到过充或短路时切断电流）和接触器（用于断开电路并减少对系统组件的损坏）。
Flash Battery公司生产的高压电池组中的安全组件（图片来源：Flash Battery）此外，高压联锁系统利用持续低压电路来监控车辆上所有高压部件的连接是否正确。如果高压联锁信号中断，高压电流将立即中断。
在这些自动化系统中，机械安全断路器（MSD）是一种手动装置，在维护操作期间启动，用于物理断开电路。它在紧急情况下也能起到额外的安全保障作用。
除了上述所有要素之外，一套智能控制电子元件对于实现电池组的全面、持续控制至关重要。这有助于确保电池组在其整个充放电循环周期内保持稳定的性能。
其中关键部件是电池管理系统 (BMS)，它持续监控每个电池单元的温度和电压，并在出现安全问题时启动相应的协议。BMS 的重要性不言而喻，因此 Flash Battery 开发了其专有的 BMS——Flash 平衡系统。
Flash Battery 还运营着自己的 Flash 数据中心，这是一个远程系统，利用云计算、机器学习和人工智能技术的强大处理能力，收集并分析来自全球各地 Flash Battery 产品的实时数据。对这些数据的分析有助于进行预测性维护，从而延长产品的使用寿命。
Flash 数据中心是 2024 年电力发展峰会年度控制系统/监控解决方案类别的决赛入围者之一。
编者按：本文最初发表于 2024 年 10 月至 12 月的《国际电力进步》杂志。
