基于退役动力电池的家庭储能容量优化配置

将退役动力电池梯次利用于家庭智能用电系统的储能,可有效提升动力电池使用寿命,实现资源的高效利用。考虑到家用电动汽车的普及化,文章提出了一种家用电动汽车退役动力电池梯次利用于家庭储能的容量优化配置方案。从家庭常用负荷、家庭可调控负荷、梯次储能系统、电动汽车和家庭光伏等角度,建立了家庭能量系统模型;综合考虑梯次储能的投资成本,以用户用电投入最少为目标函数,以家庭能量系统中元件的运行条件为约束条件,构建了梯次储能容量优化模型;分析了基于改进粒子群算法和模糊控制算法的梯次储能容量优化步骤;结合算例,对所提模型和算法的可行性进行了验证。结果表明,与无储能的系统相比,梯次储能的优化配置可有效降低家庭日电费量,且效果显著。     

车用锂离子动力电池风冷散热系统研究进展

锂离子电池作为电动汽车动力电池首选,维持其工作在最佳温度范围需要应用散热系统。针对常用的风冷散热系统,阐述了不同类型的特点,综述了国内外在电池内部流道、进出风口结构、冷却空气流体参数等方面开展的仿真与实验研究,以及采用优化算法和优化策略,改善电池内部温度和温差的优化设计研究。为克服风冷散热系统冷却效率低及密封性不足的问题,基于风冷散热系统的混合冷却系统被研究者广泛提出。     

退役动力电池应用潜力分析

在国家政策的引导和推动下,我国新能源汽车产业发展迅猛,退役动力电池的处理和应用提上日程.动力电池梯次利用不仅可以缓解大量动力电池退役所带来的电池回收压力和环境污染问题,还可以实现电池价值和资源的最大化利用,同时有效降低电动汽车整车成本和电力系统储能工程造价.本文首先总结了国内电动汽车市场环境及退役动力电池梯次应用成功案例,然后对退役动力电池的经济成本和不同应用场景进行阐述,分析退役动力电池的应用潜力和发展前景,最后评估其梯次储能利用的优势和应用经济性.研究表明,随着退役动力电池数量的爆发式增长,退役电池在电网储能、通信基站等场景中的应用具有巨大的潜力,可以实现优化资源配置、确保供电可靠、稳定电力系统、提高电网安全性的目的,且相较于直接资源回收,将退役电池梯次利用的经济成本优势更加显著.最后对退役动力电池梯次储能应用进程进行总结和展望,为退役电池产业化回收利用的发展提供参考.     

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。     

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。     

基于退役动力电池储能的光储微网系统

锂电池作为光储微网的储能电池,能够提高光伏发电系统的稳定性,改善电能质量,但成本高昂。将电动汽车的退役动力锂电池用于光储微网的储能单元,不仅可以降低投资成本,还可以缓解大批量电池进入回收阶段的压力。首先基于锂电池的工作原理,构建了退役动力锂电池的等效电路模型。接着建立了储能变流器和多重双向DC/DC变换器级联拓扑,储能变流器采用电压外环、电流内环的双闭环策略,稳定直流母线的电压;多重双向DC/DC变换器采用以电池组的荷电状态(SOC)为约束条件的双闭环控制策略,平抑光伏发电系统的功率波动。最后搭建了基于退役锂电池储能的光储微网系统,验证了控制策略的有效性。     

18650型锂离子动力电池热特性研究

针对电动汽车用锂离子动力电池热特性,以3.2 Ah锂离子动力电池为研究对象,建立了锂离子动力电池的热模型。分别对锂离子单体电池在不同放电倍率、不同环境温度下的热特性进行了仿真和实验。结果表明,锂离子电池温升呈现非线性特征,在放电末期温升速率明显增大;锂离子电池的温升和温升速率随着放电倍率的增大而增大;仿真温度和实验温度变化趋势基本一致,说明所建立的数学模型能够较准确地描述锂离子单体电池放电过程热行为。进行锂离子单体电池热特性仿真和分析,可以为热管理系统设计提供依据。     

储能用锂离子电池组热管理结构设计

利用风扇强制对流换热,对储能用锂离子电池组进行热管理结构设计和性能研究。通过利用软件STAR-CCM+的包面、多面体网格生成及其求解等功能,对热管理结构设计进行数值模拟,分析了电池散热结构的温度场和流场分布情况,结果表明:电池箱具有良好的温度一致性,系统冷却效果良好。     

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。     

锂离子电池储能舱风冷散热数值模拟与优化

为优化锂离子电池舱风冷散热系统,基于实际电池舱仿真模型,文中设计了电池舱风冷散热优化方案。由于锂离子电池在运行时存在热失控风险,极端情况下甚至引起电池舱起火或爆炸等安全事故。有效的电池舱风冷散热系统可以抑制电池热量的积累和扩散,然而现有的电池舱风冷系统结构简单,散热效率低。文中提出在电池舱安装导流板改变舱内温度场和流场,达到优化散热系统的目的。结果表明,在环境温度25℃、4m/s风速的条件下,对1C充电的电池舱进行风冷散热。增设一块导流板可以使电池舱内的平均温度降低2.9℃,最高温度降低4.5℃;增设两块导流板可以使电池舱内的平均温度降低5.5℃,最高温度降低8.6℃。合理的导流板布置可以优化电池舱的风冷散热系统,提高散热效率,增加电池舱运行的安全性。     

储能锂离子电池包强制风冷系统热仿真分析与优化

基于电化学-热耦合模型借助ANSYS Fluent平台对储能系统中的锂离子电池包进行仿真分析与结构优化.首先建立电池的热仿真模型,基于该模型利用ANSYS Fluent仿真软件得到电池单体温度分布,并通过与实验测量的结果对比验证所建立的仿真模型的准确性.接着进行了电池包风冷系统的仿真分析,完成了对电池包温度分布和风道流...     

一种功率型锂离子电池的研制

采用叠片式软包装电池的形式制备了两种15 Ah的高功率电池。对电池的倍率性能、功率性能以及安全性进行测试,结果显示电池比能量达到了170 Wh/kg,比功率达到了3 000 W/kg,具有良好的功率特性。     

面向调频的锂电池储能建模及仿真分析

“双碳”目标的提出,确定了我国能源转型的战略方向,给可再生能源并网提供了契机和动力。但随着高比例的可再生能源发电并网,新型电力系统频率波动特性及调控趋于复杂,调频难度进一步增大,以至于传统调频方式无法满足新型电力系统调频需要,而锂电池储能因具有充放电功率快速、精准的特性,可以解决以上问题。因此,以锂电池储能戴维南等效模型为基础,建立了一个考虑容量衰减、环境温度、电流倍率等影响的电池单体的改进模型。同时给出了模型参数的辨识方法以及辨识理论和其他方面对参数的影响,根据这些因素构成了一种面向调频的锂电池SOC的估计方法。最后通过Matlab的仿真对储能电池的模型进行了验证。仿真表明,该模型准确性较高,可以实现对储能锂电池的SOC等特性的实时估计。     

锂离子电池模块热模拟仿真

锂离子电池组热行为对电池整体性能发挥起着至关重要的作用,研究电池组热效应对生产实际具有很大意义。基于COMSOL仿真平台建立3×3模块三维热模型,定量分析5 C工作电流条件下的温度分布。研究表明:模块温度呈辐射状由内向外逐渐减小,最高温度集中在中心区域;随着放电进行,电池内部温升逐渐增加,并且单体间温差在可控范围;换热系数为10 W/(m~2·K)条件下,5 C放电可使电池组工作在常温范围,表明在低于此倍率放电下,电池组均可正常工作。     

风储电池能量管理系统的功能设计及实验分析

主要对10 kW/20 kWh风储锂电池的能量管理系统进行设计,所设计的系统共包括2部分:储能管理单元和电池管理单元。其中的储能管理单元不仅可控制电池储能系统充电和放电、还可监测其状态并对所收集的数据进行分析;电池管理单元可通过监测电池的温度和电压等对电池进行实时保护和均压控制,通过这2个系统的相互协调可对储能系统的充放电过程进行安全动态管理。通过实验对所设计系统的有效性进行验证,从而为锂电池储能系统在工程中的应用奠定一定的基础。     

锂离子电池在储能中的应用及安全问题分析

2050年可再生能源电力占我国电力消费的比例将超过70％,而储能系统应用的深度和广度对新能源的进一步发展起着决定性的作用.虽然抽水蓄能的能量占比最大,受其局限性太强的限制,实际在储能中最具有关键地位的是电化学储能里的锂离子电池储能.现在锂离子电池研究最大的瓶颈就是其安全可靠性.一方面是提高电池能量密度,另一方面是保障安...     

具备多组电池接入功能的储能双向变流器系统

设计了一种多电池组能量传输系统(PCS),其拓扑结构由多个双向DC/DC变换器(DC/DC)和一个双向PWM变流器(DC/AC)组成,并对主电路参数设计和控制策略进行了研究.研制了一台100 kW电池储能双向PCS,与8簇电池组分别相连,能实现分组独立的充电、放电.实验表明,研制的PCS能实现稳定并网运行,功率因数很高,能适用于需要灵活配置容量的大容量储能系统.     

基于IGA-BP神经网络的锂电池健康状态估算

针对锂离子电池健康状态(SOH)估算精度低、传统遗传算法(GA)易陷入局部最优、收敛速度慢的问题,为提高锂电池健康状态的估算精度,提出了交叉概率和变异概率自适应的调整策略对传统GA进行改进,在改进遗传算法(IGA)的作用下,使优良个体仍保持较好的进化能力,算法初期搜索范围、后期局部搜索能力以及收敛速度也得到加强。提取间接健康因子,再用改进的遗传算法对BP神经网络的初始参数寻优得到IGA-BP神经网络模型,基于NASA锂电池数据集分别用GA-BP与IGA-BP神经网络算法对SOH进行估算。结果表明:IGA-BP神经网络算法估算精度更高,且具备快速收敛的优势,平均绝对百分比误差和均方根误差分别下降了0.422%和0.412,拟合程度提高了8.1%。