新能源储能系统教学设备的充放电实验是新能源技术教学中的重要实践环节，通过该实验可以帮助学生深入理解储能系统的工作原理、充放电特性以及实际应用场景。以下从实验目标、设备组成、实验步骤、注意事项及教学意义等方面详细说明：
一、实验目标
理解储能系统工作原理
通过充放电实验，学生能够直观观察储能设备(如锂电池、铅酸电池、超级电容等)的能量存储与释放过程，理解其电化学特性及热管理机制。
掌握充放电控制策略
学习恒流充放电、恒压充放电、脉冲充放电等不同控制模式，掌握BMS(电池管理系统)在充放电过程中的保护与均衡功能。
分析储能系统性能指标
通过实验数据，分析充放电效率、容量衰减、内阻变化等关键参数，评估储能系统的可靠性和寿命。
模拟实际应用场景
结合光伏、风电等新能源发电系统，模拟储能系统在削峰填谷、平滑功率波动、离网供电等场景中的应用。
二、实验设备组成
储能单元
电池组：常用锂电池(如磷酸铁锂、三元锂)或铅酸电池，需根据实验需求选择容量和电压等级。
超级电容：用于高功率密度场景的对比实验。
电池管理系统(BMS)：实时监测电池状态(电压、电流、温度)，提供过充、过放、过流、短路保护。
充放电设备
双向直流电源：提供恒流、恒压、恒功率等多种充放电模式，支持能量回馈功能。
电子负载：用于模拟不同负载条件下的放电过程。
数据采集系统：记录充放电过程中的电压、电流、温度等参数，支持数据导出与分析。
监控与控制系统
上位机软件：实时显示充放电曲线，支持参数设置与实验过程控制。
安全保护装置：包括急停按钮、过压/过流保护电路，确保实验安全。
三、实验步骤
实验准备
检查设备连接是否正确，确保电池组与BMS、充放电设备通信正常。
设置充放电参数(如充电电流、截止电压、放电深度等)。
预热设备，确保电池组处于稳定状态。
充电实验
恒流充电：设定恒定电流，观察电池电压随时间的变化，记录充电效率。
恒压充电：切换至恒压模式，观察电流衰减过程，分析充电终止条件。
脉冲充电：模拟快速充电场景，分析极化效应对电池寿命的影响。
放电实验
恒流放电：设定恒定电流，记录电池电压与容量的关系，绘制放电曲线。
恒功率放电：模拟实际负载，分析电池在不同功率下的输出特性。
深度放电：测试电池的放电下限，评估其对电池寿命的影响。
数据分析
绘制充放电曲线，计算充放电效率、容量保持率等指标。
分析内阻变化与充放电循环次数的关系，评估电池健康状态(SOH)。
结合BMS记录的数据，分析充放电过程中的保护机制触发情况。
四、注意事项
安全防护
实验过程中需佩戴绝缘手套，避免触电风险。
严禁过充、过放电池，防止热失控或爆炸事故。
实验结束后，需对电池组进行充分放电，确保安全。
设备操作
严格按照设备说明书操作，避免误操作导致设备损坏。
定期检查电池组连接线是否松动，防止接触不良引发故障。
数据记录
确保数据采集系统正常工作，避免数据丢失。
实验过程中需记录环境温度、湿度等外部条件，便于后续分析。
五、教学意义
理论与实践结合
通过充放电实验，学生能够将课堂上学到的电化学、电力电子等理论知识应用于实际，加深对储能技术的理解。
培养工程实践能力
实验过程中涉及设备操作、参数设置、故障排查等环节，有助于培养学生的工程思维和动手能力。
拓展新能源应用视野
结合光伏、风电等新能源发电系统，学生能够理解储能系统在新能源并网、微电网、电动汽车等领域的核心作用。
激发科研兴趣
通过实验数据分析，学生可以发现储能系统存在的问题(如容量衰减、寿命短等)，进而激发对新型储能技术(如固态电池、液流电池)的科研兴趣。
