中压链式梯次储能系统的电池组均衡控制策略

针对中压链式梯次储能系统电池模块串并联数量受限及梯次电池筛选重组成本高等问题,提出了一种电池组接入方式及涉及簇间均衡、箱间均衡、箱内均衡的电池组均衡控制策略,有效降低了退运动力电池梯次储能应用的难度,同时延长了梯次利用储能电池组的使用寿命,具有均衡效果明显、应用范围广的特点。搭建了仿真平台和实验平台,验证了该均衡控制策略的可行性及在中压链式储能系统中应用的可靠性。     

退役动力电池一致性评估及均衡策略研究

电池梯次利用是处理动力电池庞大退役量的有效手段之一。针对退役电池梯次利用过程中分选技术进行研究,主要从退役电池SOC关键参数分布特性以及退役电池一致性控制策略分析两方面展开。提出主动被动协同均衡策略考虑电池参数的相关性,弥补了单一均衡方式的不足。同时提高充放电均衡控制的可靠性,实现了均衡效率的最优化。分析退役动力电池荷电状态数学模型,涵盖不同类型的退役动力电池的荷电状态。并进一步对退役动力电池储能系统荷电状态控制策略进行研究。基于主动被动协同均衡策略,分析多组退役电池储能单元的SOC一致性,为完善退役电池梯次利用一致性分选技术有所助益。     

梯次利用车用磷酸铁锂电池成组与管理技术研究

从二次电池成组技术和电池管理系统技术两个方面来研究如何高效、稳定地梯次利用车用磷酸铁锂电池。首先从一种新的角度对退运车用磷酸铁锂电池成组技术进行了研究,使用电池箱各种采集参数,并结合相对应的各类离散数据对电池箱进行成组,而不是使用效率低的单电池配组方法,其可快速有效地保证梯次利用退运电池初期的一致性;其次主要研究了新型的电池管理均衡技术,该技术最多可同时对四节电池进行均衡,并通过实验验证了有效性,可保证成组后电池更好的运行,延长电池使用寿命,使价值达到最大化。     

动力电池梯次利用关键技术与应用综述

近年来，随着新能源汽车产业的发展，动力电池迎来大规模退役，为避免资源浪费，延长电池使用寿命，对动力电池梯次利用技术的研究具有重大现实意义。为此从梯次利用技术的现状出发，分析国内外梯次利用项目和相关政策，对梯次利用过程中的检测、筛选、重组和均衡技术以及电池梯次利用在多种储能场景下的应用进行综述，并对锂离子电池梯次利用中的性能检测做出重点总结。最后总结了梯次利用在电池状态评估和梯次电池筛选上的技术难点与未来的研究趋势，指出以卡尔曼滤波为代表的模型驱动方法和以人工神经网络为代表的数据驱动方法的有机结合，可以有效提高电池状态评估与分选的效率，是重要的研究趋势；提出针对不同的电池工况和不同的梯次利用场景应具有多样性的检测和分选方法，并应制订具体标准；对梯次利用的级别、标准化程度以及退役电池回收体系几个方面的研究给出了合理的建议。     

集装箱式储能系统用梯次利用锂电池组的一致性管理研究

在介绍梯次利用电池在储能应用所面临的战略机遇的基础上,针对影响梯次利用电池应用过程中最关键的一致性问题进行了深入研究:根据梯次利用电池的一致性特点,采用独特共用母线的主动均衡设计实现任意2个电池间能量的转移,提出了基于电源总线平衡的多因素综合评价分析均衡策略,以此改善梯次利用电池组的能量利用率低、一致性差等问题,可延长了电池组的使用寿命,具有均衡效果明显、应用范围广等特点;并设计了一套标准集装箱式梯次利用电池储能系统集成方案,为动力电池退役后规模化应用于储能系统提供了重要参考。     

基于新型功率架构的退役动力电池储能系统在配网中的应用

目前梯次利用退役电池的储能系统仍然存在退役电池参数一致性要求高、能量均衡系统复杂的问题,无法实现真正意义上的梯次利用。针对该问题,本文提出一种新型的储能系统功率变换架构,降低对储能系统电池模组一致性的要求,简化电池管理系统要求,并介绍了退役电池梯次利用的储能系统拓扑结构、硬件电路以及充放电控制策略等,实现配电网中退役动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为配电网的应急和后备电源。     

梯次利用电池在储能电站中应用的可行性分析

通过对比分析梯次利用电池与新电池的全生命周期成本差异,建立了考虑电池寿命和运行特性的度电成本分析模型,用该模型分析了梯次利用电池与新电池以及铅炭电池的度电成本,探讨了梯次利用电池度电成本的影响因素,对退役电池梯次应用于储能电站的技术路线和应用方向给出了建议。     

退役动力电池梯次利用关键技术及现状分析

随着电动汽车动力电池的第一个退役高峰期的来临,废旧动力电池的后续处理对环境和社会资源提出严峻挑战,储能电站是退役动力电池梯次利用的有效途径,研究退役动力电池梯次利用关键技术及其发展现状具有重大现实意义。针对梯次利用电池面临的主要问题及技术难点,首先详细介绍了国内外一些梯次储能示范工程,总结梳理了当前行业内存在的相关政策与标准。在此基础上,对退役电池梯次利用过程中的电池分类筛选、重组、热失控特征、均衡控制及电极材料回收等关键技术展开研究,并着重分析不同方法及控制策略的优缺点。最后结合国内外电动汽车发展趋势,对梯次利用电池的商业应用模式进行探讨与展望。     

基于四管双向变换器的退役电池组有源快速均衡方法

该文提出一种用于梯次利用电池组的高效快速的有源均衡电路及其控制策略。首先,通过四管双向变换器,将退役电池组中不平衡电池能量传递至由超级电容构成的能量中转单元,然后,再由变换器将超级电容中的能量分配至电池组中能量较低的电池单元,实现串联电池组的平衡。四管双向变换器的4个主开关管工作在同步整流的工作模式,在实现能量双向流动的同时,保证变换器本身具有较高的能量转换效率;采用K-Means聚类均衡算法对退役电池组中不相邻的单体电池优先进行均衡,然后再对电池组内部“电池簇”进行均衡,实现梯次利用电池组的高效快速均衡。为验证所提均衡方法的有效性,在MATLAB/Simulink软件中进行软件仿真,并搭建实验平台对6节串联梯次电池进行均衡实验。实验结果表明,与传统的电池均衡方法相比,该方法具有更短的均衡时间以及更高的均衡效率。     

锂离子电池储能系统的退役电池筛选与优化分组再利用方法*

探讨了锂离子电池储能系统的退役电池筛选与优化分组再利用方法,包括建立判断退役电池可用性的核心参量、确立退役电池可用性核心参量判据、建立退役电池可用性核心参量判据赋值权重,并根据电池成组方式及电池组规格选择合适的梯次利用目标应用场合。依据上述评价方法,建立了可用性评价标准。与现有技术相比,该方法测量参数较少、简便高效、评价结果可靠,实现了对锂离子电池储能系统退役电池的高效筛选与优化分组再利用。     

梯次利用储能电池管理技术与试验应用

为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,提出了100 kW·h梯次利用储能电池系统的安全电池管理系统。首先,针对梯次利用的100 kW·h储能用动力电池的特性进行初步分析,包括储能系统中梯次利用电池的容量分布分析、不同容量电池在某特定工况下电池模组的SOC-OCV特性分析、系统充放电容量测试、电池容量不一致性分析等,明确了针对梯次利用电池管理的主要关键参数。其次,为了保证梯次利用电池储能系统的安全可靠运行,对梯次利用电池的特性进行了系统安全可靠性分析,采用了系统级的故障诊断方法和多级故障报警策略。最后,用开发的电池管理系统样机进行系统容量测试验证。试验结果表明,此电池管理系统满足梯次利用电池储能系统的应用需求。     

动力电池梯次利用研究进展

随着电动汽车用锂电池的迅速发展,预计未来几年动力电池将进入大量回收的阶段,因此需要考虑电池的梯次利用,分析了电动汽车用锂离子电池的梯次利用的重要性,介绍了动力电池梯次利用的研究进展,并提出了动力电池梯次利用的过程和技术问题。     

退役三元锂电池梯次利用衰减加速评价方法

通过测试分析电池充放电的电压、电流及容量的变化曲线,提出了一种梯次利用三元锂电池储能系统的电池衰减加速评价方法,实现对三元锂电池性能状态的快速无损评价判断,对健康状态给出半定量评价,尤其对三元锂电池的加速衰减现象给出准确判断.具体采用的是一种电压容量变化比的偏差计算方法,当电压容量变化比的偏差连续两次大于1.08时,则判定该三元锂电池进入了容量加速衰减阶段,无法再继续用作梯次利用电池.通过开展具体电池性能实验,验证了该评价方法的可行性.和现有技术相比,该方法具有快速简便、测试参数少、测试设备简单、判断结果精确等优点.     

退役电池梯次利用的一致性管理研究综述

一致性管理是退役电池梯次利用的关键.在深度调研国内外研究现状的基础上,对基于电子电路的电池均衡技术和一致性分选技术相关研究进行综述.均衡电路可以实现同一模组内单体之间能量均衡,也可以实现一个电池包内多个模组之间能量均衡,对这两种均衡电路拓扑形式及控制策略进行了分析、对比;系统介绍以单参数、多参数、动态特性曲线和综合特性为分选特征参数的一致性分选方法;梳理了一致性管理技术目前尚存的问题,对其走向进行了预判.     

基于深度嵌入聚类算法的梯次电池主动协同

为了降低梯次电池利用过程中电池组间的差异性,设计了基于深度嵌入聚类算法的梯次电池主动协同模型.在获取梯次电池的容量与内阻等数据信息后,选取中间值法对数据实施归一化处理,根据归一化处理后的数据,采用深度嵌入聚类算法划分电池类别,实现梯次电池串联成组.将全体梯次电池组的荷电状态(SOC)均值和中心极差作为组间主动协同判据,采用双向DC-DC分布式主动协同拓扑结构,设计梯次电池主动协同模型.实验结果显示:在静止状态下,采用该模型进行梯次电池主动协同后与协同前相比,差异度降低0.051;充电状态下,采用该模型进行梯次电池主动协同后与协同前相比,差异度降低0.049,表明其主动协同效果较佳.     

基于隔离型半桥变换器的退役电池组均衡方法

在梯次电池储能应用中,梯次电池间存在的较大不一致性使得电池组在充放电过程中更容易出现过充和过放现象,限制了电池组整体的可用容量甚至造成安全隐患。针对该问题,本文提出了一种基于隔离型双半桥DC-DC变换器的有源均衡电路。该均衡电路由N+5个开关(N为电池数目)构成的开关阵列和隔离型双半桥DC-DC变换器构成,保证了电路的灵活性。在主电路工作原理分析的基础上,进一步提出了一种基于SOC的分状态均衡控制策略,在电池组充电、放电和静置三种不同状态下,采用对应的均衡策略实现电池组能量平衡。最后对5节串联锂离子电池进行了均衡实验,实验结果表明相比不使用均衡器的电池组,该方法在静置、充电、放电状态下分别提升了12%,9.9%,17.5%的可用容量,证明了该方法的可行性及有效性。     

基于双卡尔曼滤波的梯次利用电池SOP估算研究

针对梯次电池性能退化导致电池峰值功率(SOP)估算不准确的问题,提出了基于双卡尔曼滤波(Dual EKF)的梯次电池SOP估算方法.首先建立梯次电池的二阶Thevenin等效模型;其次应用双卡尔曼滤波算法,基于该算法估算SOC(荷电状态)、欧姆内阻和实际容量;然后,利用最优估计预测工作电压与内阻,估算梯次电池SOP.通过仿真,验证了SOP估算方法的准确性.     

电动汽车老化电池梯次利用储能系统研究

随着电动汽车产业步入高速发展的阶段,动力电池梯次利用更具有实际意义。以薛家岛充换储放一体化示范电站为例,分析电动汽车退役电池在储能领域的梯次利用。分析表明该梯次利用一方面可以延长电池的使用寿命,降低电池全寿命周期使用成本;另一方面,可有效对10kV供电母线负荷削峰填谷,具有经济和社会双重效益。     

基于SIMULINK的退役动力锂电池建模与仿真

车用动力锂电池退役时的剩余容量高达80%,具有较高的梯次利用价值。为了获得退役动力锂电池在梯次利用过程中的不同工况下电池的响应特性,本文提出了一种考虑电池老化特性的电池模型,并利用Matlab/Simulink仿真软件构建了一款动力锂电池的仿真模型,通过对仿真结果和厂家实验数据对比分析,验证了所提退役动力锂电池模型的正确性和可行性,为后续退役动力锂电池的均衡控制等研究奠定基础。     

大容量梯次利用电池储能系统工程技术路线研究

随着电动汽车电池的大量退役和电力储能需求的增长,动力电池退役后规模化应用于储能系统成为技术趋势之一,文章从工程角度梳理了动力电池梯次利用于电力储能的全过程技术路线,包括退役电池批量筛选、系统设计及集成、工程安装调试和运维等,并对各环节中的关键技术问题予以阐述,为大容量梯次利用电池储能工程提供参考。