基于卡尔曼滤波器的蓄电池剩余容量估算法

蓄电池剩余容量是反映蓄电池性能的重要参数,蓄电池剩余容量的准确估算可以防止电池过度充放电,提高电池寿命。在分析现有估算方法的基础上,建立了一种基于卡尔曼滤波器的蓄电池数学模型,利用卡尔曼滤波器实现了蓄电池剩余电量的最小均方差估算。给出了算法的软件流程和试验结果,证明了此种估算法的可行性。     

考虑运行寿命内经济性最优的梯次电池储能系统容量配置方法

退役动力电池的梯次利用是电动汽车行业可持续发展急需解决的问题。为确保梯次电池储能系统的经济性,在规划阶段需对储能系统进行容量配置,提出了基于雨流计数法和等效循环寿命法的梯次电池寿命评估方法。考虑容量保持率变化对储能系统寿命和经济性的影响,以储能系统实际运行寿命内净收益总和最大为目标,提出了梯次电池储能系统容量配置方法,并引入萤火虫算法进行优化求解。算例结果显示,考虑运行寿命内经济性最优的容量配置方法能够提高梯次电池储能系统的经济性,同时延长储能系统寿命。     

基于退役电池在多储能场景下梯级利用的经济运行研究

为提高退役动力电池的利用率,降低储能系统成本,将退役电池梯次利用于对电池使用工况逐步温和的电动汽车充电站场景及家庭储能系统场景。在多储能场景下分析场景更迭时梯次电池容量保持率的变化以及梯次电池供求关系的变化对储能系统净收益的影响,通过优化各梯次储能系统的配置容量,以多储能场景年净收益最大为目标函数,构建了退役电池在多储能场景下梯级利用的经济性评估模型,并采用遗传算法求解模型。算例表明,退役电池在多储能场景下的梯级利用相较于其在单一场景中的二次利用可更大限度地发挥退役电池的残余价值,提高储能系统的经济效益。     

基于老化机理分析退役磷酸铁锂电池分选方法

随着电动汽车保有量的逐年上升,退役电池梯次利用已经成为能源合理利用的必然趋势,可是在经历电动汽车复杂和严苛的工况运行后,构成电池组的单体内部老化程度不尽相同,外特性上也呈现出电池单体特性不一致。如果要进行退役电池梯次利用,首先要解决退役电池的无损检测和分选问题。以退役磷酸铁锂电池为研究对象,通过对电池的容量、内阻以及电池的容量增量(increment capacity,IC)曲线进行测试和分析,对磷酸铁锂电池内部的老化机理进行判别,提出基于老化机理分析的退役磷酸铁锂电池分选方法,并对该方法进行实验验证。结果表明,利用该方法分选出的电池所构成的电池组在电池组容量利用率和温度一致性方面都具有较好的效果。     

退役动力电池健康状态特征提取及评估方法综述

我国电动汽车动力电池退役高峰来临,电池梯次利用技术备受学术界和产业界的高度关注。与新电池相比,退役电池(retired battery,RB)一致性差、性能离散度高、安全隐患大,并且从电池单体、模块、电池簇到储能系统逐层集成过程中,上述问题会叠加、放大,导致系统整体性能不确定性增大。为实现退役动力电池安全可靠、规模化、多场景梯次利用,研究基于RB衰退机理的特征提取及健康状态评估技术非常关键。该文基于退役电池的性能衰退规律、电池安全状态演变机理,重点对RB健康状态特征参量表征和残值评估方法进行综述,分别从数据驱动方式以及模型驱动2个维度对提取RB特征和健康评估进行总结分析,提高基于RB衰退规律的退役电池健康状态和残值评估模型精度,对RB特征提取以及健康状态评估未来的研究方向进行展望。     

充电模式下纯电动公交大巴退役电池性能分析

对共计5辆纯电动公交大巴车上的退役动力电池进行性能测试分析,主要研究充电模式下退役动力电池模块及电芯的容量、内阻、电压等主要性能参数的衰变特性,并与电池出厂前数据进行比较分析。此外,还研究了退役电芯的外观、容量、内阻及电压的分布特性和一致性。研究结果显示退役电池模块及电芯的容量明显下降,内阻明显增加,容量和内阻的一致性明显下降。退役电池剩余容量可观,可以进行梯次利用。     

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...     

电动车退役电池梯次利用之储能性能及预测

退役动力电池的梯次利用有助于提高电池全生命周期的利用价值,降低储能装置成本,但其再利用于电力储能后的性能变化规律尚无确定性结论。以青岛薛家岛电动公交车充换电站退役电池为研究对象,抽样测试退役单体电池性能并分析了循环性能变化趋势,建立了退役电池容量预测模型,并对其验证。研究成果可用于电动汽车退役电池梯次利用于储能领域的筛选重组、运行参数设定。     

“先进储能技术研究”特约专栏寄语

<正>特约专栏寄语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     

基于剩余容量的锂离子电池组均衡策略

不一致性使得电池在成组后容量利用率方面远不及单体电池,现有的均衡方法注重防止电池过充过放,控制策略没有兼顾能量利用效率,均衡过程能量损失较大。基于单体电池剩余容量估算,通过对电池体质的在线辨识,将电池划分为倾向于过放、倾向于过充以及与整体平均剩余容量变化一致3类,并依据电池体质合理地分配每类电池的均衡能量。实验表明该方法较传统的电压中心均衡策略能够有效缩小单体电池剩余容量差异,电池组容量利用率提升了3.3%。     

基于静动态一致性的退役动力电池模组阶梯式筛选方法

针对退役动力电池梯次用于电力系统等领域存在初始参数不一致、筛选重组复杂等问题,提出一种基于退役动力电池模组静动态特性的阶梯式筛选方法。首先,构建退役动力电池模组端电压、荷电状态(state of charge,SOC)、健康状态(state of health,SOH)及循环次数等参数间的关联特性,以电池模组内阻、剩余容量作为表征参数,采用密度权重Canopy改进的K-medoids聚类方法对外部特性参数相近的电池模组进行初次筛选;其次,将电池模组SOH动态一致性特性曲线作为表征对象,对其进行再次筛选;最后,采用非参数Bootstrap概率方法解析阶梯式静动态筛选下退役动力SOH估计的置信区间,评估动力电池模组筛选精度。结果表明,该文所提方法可将电池模组的筛选精度至少提高6.2%,为退役动力电池大规模筛选及梯次利用奠定理论基础。     

退役磷酸铁锂动力电池性能分析研究

随着电动汽车行业的快速发展,退役动力电池数量与日俱增。分析统计了某批退役磷酸铁锂动力电池的容量、内阻、容量保持率、容量恢复率等关键参数,发现退役电池的容量和内阻出现了较大程度的离散,在梯次利用前需重新筛选配组;此外,测试了其倍率性能、表面放热特性、高低温性能、循环寿命并拆解部分电池对电极材料的物相和表面形貌进行分析,结果表明,此退役电池仍具有较好的性能,可以在使用条件相对温和的领域进行梯次利用。     

退役磷酸铁锂电芯性能研究

一致性分选是退役电池梯次利用的关键技术之一.本文以15A·h退役磷酸铁锂单体电池为研究对象,通过外部特征分析、容量测试、脉冲充放电测试来研究电池的内部及外部性质.研究结果表明,退役锂离子电池分选的第一步可通过外观检查进行初步快速筛选.对于退役电池实际容量的标定,按标称容量的80％来定义充放电电流I3,得到的退役电池实际...     

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。     

计及政策激励的退役动力电池储能系统梯次应用研究

针对退役动力电池在电网中的梯次应用问题,阐述了退役动力电池梯次利用的背景、研究进展、商业化运作水平,总结了国内外梯次利用项目及示范工程概况;分析了退役动力电池梯次利用的流程及其成本构成;基于退役电池二次循环测试数据,拟合了容量保持率与循环次数间的关系,提出了等效益折算的梯次利用电池储能系统成本竞争力评估方法,以3种典型应用场合为例进行了算例分析;在分析国内外储能系统直接补贴政策基础上,深入分析了补贴政策对退役动力电池储能系统成本竞争力的影响。结果表明:退役动力电池容量保持率0.6时,与常规电池储能系统相比,在削峰填谷、平抑分布式电源出力波动等场合具有成本竞争优势,而在备用电源领域,容量保持率接近0.8时具有成本竞争优势。     

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。     

退役动力锂离子电池梯次利用概述

简述我国动力电池的现状、国家对退役电池梯次利用的政策支持与梯次利用的研究进展及成功案例。我国在动力电池的梯次利用已初具规模,许多企业开始进行产业化行布局,但规模化应用还存在问题。结合国家标准分析,认为:需从国家政策支持、上下游企业协作、产学研结合及开发并完善快速检测技术等入手,对退役电池进行有效的梯次利用。     

梯次利用动力锂电池的单体电池电化学性能

随着电动汽车的快速发展,大量车用动力锂电池面临退役。对退役动力锂电池进行合理的梯次利用,可以降低动力锂电池的全寿命周期成本,提升动力锂电池的利用价值,对电动汽车行业的快速发展具有重大意义。将退役的车用动力锂电池包进行拆卸,对其单体电池外观和电化学性能进行测试,测试结果表明:单体电池的外观尺寸符合要求,开路电压压差值较小,内阻极差值达12.66 mΩ,容量衰减较为严重,在1 C下放电温升高达56℃,贮存28天后的容量保持率为89.4%。     

锂离子电池组可用剩余容量的估算方法

锂离子电池的可用剩余容量是电池管理系统(BMS)中一个重要参数,为精确计算电池的可用剩余容量,提出了一种新型的估算锂离子电池可用剩余容量的方法,利用开路电压法与智能估算方法相结合估测电池的SOC,得到锂离子电池SOC的实际值和估测值,经过比较,能很好的反映出电池随老化程度及其他条件的改变而发生的可用剩余容量变化.     

退役动力电池在光伏储能中应用

将电动汽车退役电池重新成组为分布式光伏电站的储能系统是其梯次利用的一个重要方向。综述了5例电动汽车退役电池在分布式光伏中的储能应用案例,并论述了自制的荣威e50电动汽车退役电池储能系统在分布式光伏中的应用效果。电动汽车退役电池的梯次利用不但可以降低电池的使用成本,还兼具资源循环利用和节能减排的社会效益。