直流配电网中多退役电池储能组并联的协调控制

针对基于储能组中退役电池具有不同的衰减程度和电压,提出了一种适用于直流配电网的多退役电池组并联的新型拓扑及其控制方法.首先,分析了采用下垂控制的多退役电池储能组并联运行时母线电压下降特性;其次,提出了一种基于离散一致性的二次电压恢复控制解决母线电压偏差;最后,对多退役电池储能组进行重组和功率分配,通过离散一致性算法选择...     

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。     

考虑动力电池梯次利用的充电站容量优化配置

为提高电动汽车充电站储能系统稳定性、安全性和经济性,提出一种考虑动力电池梯次利用的充电站光储容量优化配置方法。首先,针对退役动力电池考虑了电池充放电深度和循环次数对使用寿命的影响,建立了退役动力电池容量衰减和寿命损耗模型,基于容量衰减和寿命损耗模型建立退役动力电池荷电状态(state of charge, SOC)与健康状态(state of health, SOH)耦合关系评价模型;其次,在SOC与SOH耦合关系评价模型的基础上,以充电站年净收益最优为目标函数建立充电站容量优化配置模型;最后,在满足一定能量交换策略的前提下,以某地区光伏储能电站为例对模型进行求解。通过算例分析得出：基于退役电池SOC与SOH耦合关系评价模型进行梯次利用的储能容量优化配置能使整个储能系统的功率峰值降低,且相较于无评价模型系统的功率更加平滑,有利于延长储能系统的寿命周期,提高了系统的稳定性和经济性。     

锂离子电池充放电倍率对容量衰减影响研究

锂离子电池比能量高、循环寿命较长且使用性能稳定,目前广泛应用于电动汽车。寿命是电池重要性能指标之一,而电池容量衰减快慢决定着寿命的长短,且充放电倍率与其密切相关。通过不同充放电倍率下的电池容量测试实验和加速老化实验,得到不同循环次数下的电池外特性数据,进而研究充放电倍率对电池循环老化容量的影响。对比分析后推断电池在老化初期的容量衰减主要原因是可循环锂离子的减少和活性物质的损失,且充电倍率对电池容量衰减的影响最为明显。     

再利用退役锂动力电池的性能评估

以电动汽车退役锂电池为研究对象,采用外观检查、电池容量测试、脉冲特性曲线、电化学阻抗谱等多种方法评估电池外部及内部特性。研究结果表明:通过外观检查和容量测试将退役锂电池初步筛选和分组;脉冲放电电压是评判电池一致性的一个重要指标;从阻抗角度分析影响退役电池容量衰减因素,首先是浓差极化阻抗,其次是电荷转移电阻,而欧姆内阻的影响较小;退役电池的状态评估和一致性分组需要采用多种电池性能参数综合判断。     

锂离子储能电池成组方式优化

电池组内单体电池的分散性问题降低了电池组的可用容量和循环寿命.针对电池成组方式对电池组可用容量与循环寿命的影响问题,基于电池的Thevenin等效模型,分析了并联电池间不平衡电流交叉现象产生的原因及作用;研究了不同成组方式对电池组可用容量的影响,提出了表征电池组容量分散性的容量极差和容量分散度指标;通过仿真分析,得到了提升电池组可用容量的组合方式.搭建了电池组性能测试平台,比较了6种拓扑结构锂离子电池模组的寿命衰减特征,遴选出了减缓电池组循环寿命衰减的成组结构.     

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。     

高镍三元正极锂电池循环衰减分析

本研究专注于高镍三元正极锂电池循环性能的试验,先通过循环测试,得到该电池的容量衰退结果,之后用容量增量分析法对不同循环次数后的电池进行容量增量分析,预估其容量衰减原因,最后对循环后的电池进行拆解,分析电池正负极结构和表面元素组成后进一步确认电池的衰减原因.     

基于电压曲线的退役电池模组分选方法

对退役电池进行梯次利用,关键是对其进行一致性分选。该文提出一种基于电压曲线,面向退役电池模组的一致性分选方法:综合考虑电池Rint等值电路和热累积、库伦效率、容量衰减和内阻增长等因素,构建多维参数的单体模型和模组模型;在此基础上,提出一种基于变换矩阵的一致性影响因素在电压曲线上表征方法;结合所构建单体模型和所提表征方法,在matlab/simulink仿真环境下搭建了串联模组仿真模型,分析了不同影响因素在电压曲线上表征的特点;选方法,并通过实验对其正确性和有效性进行验证。结果表明:所提分选方法可较好地实现退役电池模组一致性分选。     

基于等效热模型的锂电池容量衰减特性研究

在动力锂电池的循环使用过程中,温度对其容量衰减有直接影响,而电池结构的密封性导致其内部真实温度无法直接测量。针对此问题,通过测量电池表面及环境温度并运用等效热模型估计其内部的真实温度,构建电池容量衰减与内部温度的ETM-Arrhenius模型,预测锂电池在循环使用中的容量衰减特性。对锂电池进行不同温度下的循环寿命试验,结果表明,该模型能在长期循环中准确预测锂电池容量的衰减程度。     

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。     

电池模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征

电池放电电压曲线包含电池所有状态信息,研究模组放电电压曲线簇,对模组一致性分析具有重要意义。通过研究模组放电电压曲线簇,提出一种模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征方法:综合考虑电池Rint等效电路和热累积、容量衰减、库仑效率以及内阻增长等效应,构建多维参数的电池数学模型;在此基础上提出一种基于变换矩阵的模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征方法;结合所构建的电池模型和所提的表征方法,基于Matlab/Simulink搭建四节单体串联模组的仿真模型,研究随着充放电循环次数的增加,模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征特点;最后从电池模组容量衰减角度,对所提表征方法和所得仿真结果进行了验证。结果表明,所提表征方法可有效地反映模组一致性影响因素的特征,为后续模组一致性分选等提供参考依据。     

基于DBSCAN聚类的退役动力电池深度配组方法

退役动力电池在梯次利用时，因单体一致性差异较大，常难以满足使用要求。综合考量退役动力电池动态特性和静态特性，提出一种改进的多参数DBSCAN聚类算法对退役动力电池进行深度配组。对比实验表明，与Kmeans++聚类的结果相比，采用该方法聚类后电池最大容量差减少了86.04%；循环充放电实验表明，采用该方法得到的电池组充电性能提高约3%～5%，其放电量更大，其容量衰减速率降低了64.96%。该方法可有效提高电池组内单体的一致性并延长电池组的使用寿命。     

钛酸锂电池常温循环寿命研究

钛酸锂电池的循环寿命是其一项重要性能评价指标。文中以软包钛酸锂电池为研究对象,在常温下开展循环老化试验,通过电压微分分析和容量增量分析等原位分析方法对电池全生命周期内的容量衰减、内阻增加等原因进行分析,提出了一种基于特征参数的剩余容量估计方法。经综合分析认为：钛酸锂电池容量衰退的主要原因是正极材料损失和锂离子损失,而电池在寿命末期容量加速衰退的原因是电池内阻急剧增大。     

基于容量增量分析的退役LiFePO4电池分选方法

为解决电动汽车(EVs)动力电池批量退役时检测与分选效率低下的问题,提出一种基于容量增量分析(ICA)的退役磷酸铁锂(LiFePO4)电池分选方法.分析电池容量增量(IC)曲线特征与内部老化过程的关系,提出一致性特征量提取方法;结合模糊C均值聚类(FCM)方法,确定电池一致性分选方法.实验结果表明,IC特征一致性分选方法与传统容量-内阻分选方法相比,提高了退役电池分选的一致性和分选效率.此分选方法对电动汽车退役电池科学高效梯次利用有重要意义.     

木素磺酸钠对铅酸电池低温性能影响详探

本文从多角度研究了木素磺酸钠(SLS)对电池性能的影响,详细比较了未加木钠及添加木钠的电池在低温容量、充电接受能力、不同温度下的1C高倍率放电性能等方面的差异;研究了放电电流及常温循环次数对两种电池低温容量的影响。实验结果表明,木钠能显著改善电池的低温性能,尤其是低温高倍率性能;随着放电电流和循环次数的增加,不加木钠的电池低温放电容量衰减较为严重;室温循环80次后,无木钠电池的低温容量衰减率达30%,比添加木钠的电池衰减率高出20%。     

酸循环内化成工艺对管式电池性能的影响

本文通过电池充放电性能和正极活性物质的X射线衍射检测,研究了酸循环内成化工艺对管式电池性能的影响。结果表明,采用酸循环内化成工艺制备的电池容量比普通内化成电池提高了约12%,容量一致性优于普通内化成电池的,但循环寿命次数比普通内化成电池少3%～5%。     

镍钴锰酸锂(NCM)三元锂电池的容量衰减加速测试

以镍钴锰酸锂三元锂电池为例,通过容量衰减数据推导其循环寿命衰减内在的联系,使用二项式拟合,构建Arrenius数学模型,探讨不同温度下的多项式系数之间的内在联系,获得不同温度下电池容量衰减规律,从而建立和完善一种电池容量衰减的加速测试与评估方法。利用高温下容量衰减加速的寿命数据推导出动力电池常温下实际的容量循环寿命,可以有效地解决电池循环寿命测试周期长和成本高昂的问题。     

退役磷酸铁锂动力电池性能评估

以某型号退役磷酸铁锂软包装电池为样本,分析了电池的放电容量、内阻和自放电特性,研究了电池在不同荷电状态(SOC)下的交流阻抗特性,测试了电池不同倍率和温度下的充放电特性,分析了电池的循环寿命和日历寿命,测试了电池在滥用条件下的安全性能.结果表明:该电池的容量在额定容量的85％左右,多数电池内阻在2.4～3.4 mΩ,搁置28天后的容量保持率在97％以上,随着SOC的降低,电荷传递阻抗开始逐渐增大;在25℃下具有良好的循环特性,但在45℃环境下,循环性能明显下降,在常温下具有良好的日历寿命;在0℃及以上温度时,该电池具有良好的倍率充放电性能;该电池可通过多项安全试验,表现出较好的安全性能.     

不同正极材料的锂离子电池容量特性分析

容量作为表征锂离子电池剩余寿命的重要参数,是目前国内外学者研究的重要内容之一。为了更全面地分析锂离子电池容量特性,选取了两种不同正极材料的锂离子电池作为研究对象并进行容量特性的相关实验,探究了正极材料、放电倍率、电池温升、环境温度和循环次数等五个参数对电池放电容量的影响,进一步分析了引起锂离子电池容量衰减的内部机理。实验结果表明,相比于磷酸铁锂电池,镍钴锰三元锂离子电池对温度和放电倍率更敏感。