CN110927609A - 梯次利用电池储能系统的衰退评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种梯次利用电池储能系统的衰退评估方法及装置,该方法包括:在线采集电池储能单元的特征参数;将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;分析电池模组的外特性参数确定第一电池模组;对电池单体进行内特性分析,确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;进而确定电池单体的衰退状态。本发明通过在线采集电池储能单元的特征参数,对待检测电池储能单元进行外特性分析,然后对第一电池模组中的电池单体进行内特性分析,分析储能单元的内外特性,从而最终确定电池单体的衰退状态,能够快速、准确的定位出衰退的储能单元。
Description
技术领域
本发明涉及梯次利用电池技术领域,尤其涉及梯次利用电池储能系统的衰退评估方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
当电池剩余容量下降到标称容量的80%以下时,通常认为不再适合在电动汽车上继续使用。随着国家对电动汽车行业的强力推动,从2014年开始我国电动汽车退役电池量以指数级猛增。作为退役电池回收后的主要处理方式之一,退役电池的梯次利用成为各家电池企业竞相布局的业务。预计2020年我国将有19GWh的梯次利用电池市场,2030年可用二次电池量可达到50GWh。
由于梯次利用电池储能系统中的电池储能单元来源分散,生产条件和车用阶段损耗不同,非线性叠加后梯次利用电池储能系统的内外特性参数及其电池储能单元的衰退规律都较新电池分散性更大且易突变,因此运行缺陷和故障风险高。梯次利用电池储能系统的衰退程度,对安全的梯次利用电池至关重要。
目前对梯次利用电池储能系统中电池储能单元的衰退状态评估主要为实验室评价和离线测试,多数需要将在运行储能单元停运后对其进行拆解检测,因此对电池储能单元运行关键参数的在线监测不充分,不能够准确掌握反映缺陷故障和健康状态的关键特征变量,不能精确定位衰退的储能单元。另外,离线检测时间长,被测电池储能单元的报废率高,导致不能快速定位出衰退的储能单元。
因此,现有的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,存在不能快速、准确的定位出衰退的储能单元的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,用以快速、准确的定位出衰退的储能单元,该方法包括:
在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数;
根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组;
对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;
根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
本发明实施例还提供一种梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,用以快速、准确的定位出衰退的储能单元,该装置包括:
参数采集模块,用于在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数;
待检确定模块,用于根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
外特性分析模块,用于分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组;
内特性分析模块,用于对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;
衰退状态确定模块,用于根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的计算机程序。
本发明实施例中,通过在线采集电池储能单元的特征参数,将符合预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;然后对待检测电池储能单元进行外特性分析,进而对符合预设外特性参数条件的第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,从而确定电池单体的衰退状态。本发明实施例通过在线采集电池储能单元的特征参数,对待检测电池储能单元进行外特性分析,然后对第一电池模组中的电池单体进行内特性分析,通过分析储能单元的内外特性,从而最终确定电池单体的衰退状态,能够快速、准确的定位出衰退的储能单元。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的实现流程图;
图2为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的另一实现流程图;
图3为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤102的实现流程图;
图4为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤102的另一实现流程图;
图5为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤201的实现流程图;
图6为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤103的实现流程图;
图7为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置的功能模块图;
图8为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置的另一功能模块图;
图9为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中待检确定模块702的结构框图;
图10为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中待检确定模块702的另一结构框图;
图11为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中健康单元确定模块801的结构框图;
图12为本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中外特性分析模块703的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
图1示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
如图1所示,梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其包括:
步骤101,在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数;
步骤102,根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
步骤103,分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组;
步骤104,对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;
步骤105,根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
在本发明实施例中,多个电池单体通过串并联形成电池模组,电池模组再经串并联后组成电池簇,电池簇并联后组成电池储能单元,一个或多个电池储能单元构成梯次利用电池储能系统的主要部分。其中,为便于区分与描述方便,我们将电池单体、电池模组、电池簇以及电池储能单元统称为梯次利用电池储能系统的储能单元。由此可见,梯次利用电池储能系统包括一个或多个电池储能单元,一个电池储能单元包括一个或多个电池模组,一个电池模组包括一个或多个电池单体。
因此,在对梯次利用电池储能系统中的储能单元进行衰退评估时,通过在线采集梯次利用电池储能系统中电池储能单元的特征参数。其中,电池储能单元的特征参数能够反映电池储能单元的衰退状态。
在本发明的一实施例中,电池储能单元的特征参数包括电池储能单元的电压以及电池储能单元的温度。本领域技术人员可以理解的是,电池储能单元的特征参数还可以是除上述电压及温度之外的其他特征参数,例如电池储能单元的荷电状态(State ofCharge,简称SOC),本发明实施例对此不作特别的限制。
鉴于在不同的运行工况下,梯次利用电池储能系统中电池储能单元的电流大小,SOC运行区间、一致性以及内阻的变化都对电池储能单元的容量有影响,而这些参数都与电池储能单元的电压相关;电池的热失控可能是过充、外部短路、加热和机械滥用等外部原因,以及如金属杂质、正负极材料在循环中的衰降等内部原因。因此,通过电池储能单元的电压及温度能够准确反映电池储能单元的衰退状态,选择电压及温度作为电池储能单元的特征参数,能够提高电池储能单元衰退评估的准确性。
在本发明的一实施例中,为了提高在线采集数据的效率,步骤101,在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数,包括:
步骤:通过与梯次利用电池储能系统的电池管理系统建立通信,多线程在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数。
其中,电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)主要是为了提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。此处通过与电池管理系统坚立通信,在线采集表征电池储能单元衰退状态的特征参数,同时利用多线程技术让多个独立的采集任务同时并发指令,例如在LabVIEW(一种程序开发环境)环境下进行多线程在线采集,极大的提高在线采集数据的效率。
在采集完电池储能单元的特征参数后,对电池储能单元的特征参数进行初步筛选,将符合预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。其中,本领域技术人员可以理解的是,预设检测条件为预先设定的区分电池储能单元衰退状态的条件,本领域技术人员可以根据选取的电池储能单元的特征参数,以及实际情况和具体需求预先设定。例如,预设检测条件可以是电池储能单元的电压与某一固定电压值的差值或者比值,又或者该预设检测条件可以是电池储能单元的温度与某一固定温度值的差值或者比值等,本发明实施例对此不作特别的限制。
另外,待检测电池储能单元为需要进一步检测才能确定电池储能单元的衰退状态。而不符合预设检测条件的电池储能单元,可以通过该预设检测条件直接确定其衰退状态,因而无需进一步检测,关于该方面后文实施例将进行详述,此处不再详细赘述。
通过电池储能单元的特征参数,初步筛选出符合预设检测条件的待检测电池储能单元,进而对待检测电池储能单元进行进一步检测,以便评估储能单元的衰退状态。具体在评估待检测电池储能单元,可以从储能单元的外特性分析及内特性分析两个方面对其进行评估。
(一)外特性分析
在本发明实施例中,可以利用戴维南等效电路模型对电池储能单元中每个电池模组进行外特性分析,从而确定电池储能单元中每个电池模组的外特性参数。本领域技术人员可以理解的是,还可以利用除上述戴维南等效电路模型之外的其它外特性参数分析方法,本发明实施例对此不作特别的限制。另外,利用戴维南等效电路模型分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数为离线分析步骤。其中,电池模组的外特性参数能够反映电池模组的衰退状态。另外,电池模组的外特性参数可以包括欧姆内阻,本领域技术人员可以理解的是,电池模组的外特性参数还可以包括除上述欧姆内阻之外的其它外特性参数,例如极化内阻、极化电容等,本发明实施例对此不作特别的限制。
其中,戴维南等效电路模型是指利用戴维南定理获得等效电路。戴维南定理,是指含独立电源的线性电阻单口网络,就端口特性而言,可以等效为一个电压源与电阻串联的单口网络。电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压,电阻是单口网络内全部独立电源为零值时所得单口网络的等效电阻。因此,利用戴维南等效电路模型可以分析得到电池储能单元的外特性参数,例如电池储能单元的欧姆内阻等。
另外,符合预设外特性参数条件的第一电池模组需要进一步进行内特性分析,才能确定电池模组的衰退状态。而不符合预设外特性参数条件的电池模组,可以通过该预设外特性参数条件直接确定其衰退状态,因而无需进一步检测,关于该方面后文实施例将进行详述,此处不再详细赘述。
其中,本领域技术人员可以理解的是,预设外特性参数条件为预先设定的区分电池储能单元衰退状态的条件,本领域技术人员可以根据选取的电池储能单元的外特性参数,以及实际情况和具体需求预先设定。例如,预设外特性参数条件可以是电池储能单元的欧姆内阻与某一固定欧姆内阻值的差值或者比值,又或者该预设外特性参数条件可以是电池储能单元的极化内阻与某一固定极化内阻值的差值或者比值等,本发明实施例对此不作特别的限制。
(二)内特性分析
在对待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性分析,确定符合预设外特性参数条件的第一电池模组后,对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,从而确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,本领域技术人员可以理解的是,还可以利用除上述容量增量分析之外的其它内特性分析方法,本发明实施例对此不作特别的限制。另外,利用容量增量分析对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值为离线分析步骤。其中,电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值能够反映电池单体的衰退状态。
具体的,在对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析时,可以利用容量增量分析法进行分析。容量增量分析,是指对电池单体的单位电压变化与对应的电池容量增量之间的对应关系进行分析,获得电池单体的容量增量曲线。容量增量曲线反映电池单体的单位电压变化与对应的电池容量增量之间的对应关系。
在进行容量增量分析时,通过某一固定倍率下(例如1/3C)恒流充放电得到近似的充放电曲线(开路电压-荷电状态曲线,即OCV-SOC曲线),获得电池单体的电压、电流及电量等数据,并对电池单体的电池端电压进行去极化处理。去极化处理,是指将电池端电压减去极化内阻与电池单体的电流乘积即为去极化后的电池单体的电池端电压。其中,可以通过戴维南等效电路模型分析得到电池单体的极化内阻。
在得到电池单体的充放电曲线后,对电池单体的充放电曲线进行微分处理,取单位电压变化的固定值为2mV,电池容量随一个单位电压变化即为电池在电压点的容量增量,进而得到描述电池一个单位电压变化对应的电池容量(ΔQ/ΔV)的曲线,称为容量增量曲线。其中,ΔQ表示电池容量增量,ΔV表示电池电压变化。容量增量曲线的特征是将传统充放电曲线上涉及电池一阶相变的电压平台转化为容量增量曲线上能够明确识别的ΔQ/ΔV特征峰。由于容量增量曲线比传统的充放电曲线具有更高的敏感性。因此,通过分析容量增量曲线上的ΔQ/ΔV特征峰随环境或工况的变化以及不同老化程度的演变过程,得到电池单体的电化学特性变化的关键信息,从而确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值。
具体的,在确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值时,对容量增量曲线进行分析,可以得到五个特征峰。由高电压向低电压依次为第一特征峰、第二特征峰、第三特征峰、第四特征峰及第五特征峰。其中,第一特征峰主要反映正极材料的相变;第二特征峰则是由正极和负极的相变共同构成的,但主要以负极相变为主;第三特征峰、第四特征峰及第五特征峰主要反映负极及活性材料在低荷电状态(SOC)下的相变,通过特征峰面积的变化可以得出正、负极以及活性材料的损失情况,从而定量的确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值。
在确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值后,将电池单体的锂离子损失值与预设锂离子损失阈值进行比较,以及将活性材料损失值与预设活性材料损失阈值进行比较。若电池单体的锂离子损失值大于预设锂离子损失阈值,和/或活性材料损失值大于预设活性材料损失阈值,将电池单体的衰退状态评估为衰退预警。若电池单体的锂离子损失值不大于预设锂离子损失阈值,且活性材料损失值不大于预设活性材料损失阈值,将电池单体的衰退状态评估为健康运行。
其中,预设锂离子损失阈值以及预设活性材料损失阈值,是相比于初始状态的损失阈值,可以根据实际情况及具体需求预先设定与调整,例如预设锂离子损失阈值可以为20%,本领域技术人员可以理解的是,预设锂离子损失阈值可以是除上述20%之外的其它数值,例如25%,本发明实施例对此不作特别的限制。预设活性材料损失阈值可以为20%,本领域技术人员可以理解的是,预设活性材料损失阈值可以是除上述20%之外的其它数值,例如25%等,本发明实施例对此不作特别的限制。
在本发明实施例中,通过在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,然后利用戴维南等效电路模型分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,利用容量增量分析对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,进而确定电池单体的衰退状态,通过分析储能单元的内外特性,从而最终确定电池单体的衰退状态,能够快速、准确的定位出衰退的储能单元。
在本发明的一实施例中,为了提高采集数据的准确性,在步骤101,在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数之后,梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,还包括:
步骤:对采集的电池储能单元的特征参数进行滤波,剔除异常数据。
步骤102,根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,包括:
根据剔除异常数据后的电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
为了提高采集数据的准确性,在采集到电池储能单元的特征参数后,对采集到的电池储能单元的特征参数进行滤波,剔除其中的非正常置零值,超出设定范围的数值以及乱码等异常数据,进而得到剔除异常数据后的电池储能单元的特征参数,同时进行存档与备份。另外,后续在确定待检测电池储能单元时,利用剔除异常数据后的电池储能单元的特征参数进行筛选,确定满足预设检测条件的电池储能单元为待检测电池储能单元。
图2示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估的另一实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出健康运行的电池储能单元,如图2所示,在上述图1所示方法步骤的基础上,梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,还包括:
步骤201,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
可以理解的是,不满足预设检测条件的电池储能单元无需进一步检测,即可根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的衰退状态为健康运行。即不满足预设检测条件的电池储能单元为健康运行的电池储能单元。其中,本领域技术人员可以理解的是,预设检测条件为预先设定的区分电池储能单元衰退状态的条件,本领域技术人员可以根据选取的电池储能单元的特征参数,以及实际情况和具体需求预先设定。例如,预设检测条件可以是电池储能单元的电压与某一固定电压值的差值或者比值,又或者该预设检测条件可以是电池储能单元的温度与某一固定温度值的差值或者比值等,本发明实施例对此不作特别的限制。
在本发明实施例中,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,可以快速筛选出健康运行的电池储能单元。
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出退役电池模组,如图2所示,在上述方法步骤的基础上,梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,还包括:
步骤202,分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组。
在对待检测电池储能单元中每个电池模组进行外特性分析时,利用戴维南等效电路模型确定电池模组的外特性参数。若电池模组的外特性参数不符合预设外特性参数,说明该电池模组已不再适合继续使用,应当作为退役电池模组做退役处理。即,将不符合预设外特性参数条件的电池模组的衰退状态评估为退役。
在本发明实施例中,利用戴维南等效电路模型分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组,可以快速筛选出退役电池模组。
图3示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤102的实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,预设检测条件包括电池储能单元的电压离差大于预设电压离差阈值。为了快速、准确的确定待检测电池储能单元,如图3所示,步骤102,根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,包括:
步骤301,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差;
步骤302,将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,电池储能单元的特征参数包括电池储能单元的电压,预设检测条件包括电池储能单元的电压离差大于预设电压离差阈值。其中,电池储能单元的电压离差为电池储能单元的电压与电池储能单元的电压均值之间的差值。预设电压离差阈值为预先设定的电压离差阈值,例如该预设电压离差阈值可以预先设定为150mV,本领域技术人员可以理解的是,该预设电压离差阈值还可以预先设定为除上述150mV之外的其它数值,例如140mV或者160mV等等,本发明实施例对此不作特别的限制。
根据采集到的电池储能单元的电压,或者根据剔除异常电压之后的电池储能单元的电压,确定梯次利用电池储能系统所包含的多个电池储能单元的电压均值,进而某个电池储能单元的电压离差即为该电池储能单元的电压与电池储能单元的电压均值之间的差值。若该电池储能单元的电压离差大于预设电压离差阈值,则需要进一步进行内外特性分析才能确定该电池储能单元的衰退状态,此时将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元,确定为需要进一步检测的待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差,将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,能够快速、准确的确定待检测电池储能单元。
图4示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤102的另一实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,预设检测条件包括电池储能单元的温度离差大于预设温度离差阈值。为了快速、准确的确定待检测电池储能单元,如图4所示,步骤102,根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,包括:
步骤401,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差;
步骤402,将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,电池储能单元的特征参数包括电池储能单元的温度,预设检测条件包括电池储能单元的温度离差大于预设温度离差阈值。其中,电池储能单元的温度离差为电池储能单元的温度与电池储能单元的温度均值之间的差值。预设温度离差阈值为预先设定的温度离差阈值,例如该预设温度离差阈值可以预先设定为2.5℃,本领域技术人员可以理解的是,该预设温度离差阈值还可以预先设定为除上述2.5℃之外的其它数值,例如2.3℃或者2.8℃等等,本发明实施例对此不作特别的限制。
根据采集到的电池储能单元的温度,或者根据剔除异常温度之后的电池储能单元的温度,确定梯次利用电池储能系统所包含的多个电池储能单元的温度均值,进而某个电池储能单元的温度离差即为该电池储能单元的温度与电池储能单元的温度均值之间的差值。若该电池储能单元的温度离差大于预设温度离差阈值,则需要进一步进行内外特性分析才能确定该电池储能单元的衰退状态,此时将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元,确定为需要进一步检测的待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差,将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,能够快速、准确的确定待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差,将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,能够快速、准确的确定待检测电池储能单元。
需要说明的是,在电池储能单元的特征参数同时包括电池储能单元的电压及温度时,同样可以依据上述图3及图4对应实施例确定待检测电池储能单元。另外,电压离差大于预设电压离差阈值,且温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元,同样为需要进一步进行内外特性分析的待检测电池储能单元。
图5示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤201的实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出健康运行的电池储能单元,如图5所示,步骤201,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,包括:
步骤501,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差及温度离差;
步骤502,将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
在本发明实施例中,可以参照前述实施例中的内容,分别确定电池储能单元的电压离差以及电池储能单元的温度离差。通过前述实施例可以得知,电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元,和/或温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元,均需要进一步进行内外特性分析才能确定电池储能单元的衰退状态。
在电池储能单元的特征参数同时包括电池储能单元的电压及电池储能单元的温度时,若电池储能单元同时满足:(1)电压离差不大于预设电压离差阈值;(2)温度离差不大于预设温度离差阈值,说明外特性符合上述条件的电池储能单元适合继续使用,故此时将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元的衰退状态评估为健康运行。即满足上述两个条件的电池储能单元为健康运行的电池储能单元。
在本发明实施例中,根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差及温度离差,将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,能够快速筛选出健康运行的电池储能单元。
需要说明的是,本发明上述实施例是以电池储能单元的特征参数同时包括电池储能单元的电压及电池储能单元的温度为例进行说明。在另一实施例中,电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的电压。在另一实施例中,电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的温度。
在电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的电压时,步骤201,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,包括:
步骤301:根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差;
步骤:将电压离差不大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
在电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的温度时,步骤201,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,包括:
步骤401:根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差;
步骤:将温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
上述电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的电压的实施,以及电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的温度的实施,与上述电池储能单元的特征参数同时包括电池储能单元的电压及电池储能单元的温度实施类似,具体可参考上述实施例的描述,此处不再详细赘述。
图6示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法中步骤103的实现流程,为便于描述,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,电池模组的外特性参数包括欧姆内阻。为了快速、准确的确定符合预设外特性参数条件的第一电池模组,如图6所示,步骤103,分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组,包括:
步骤601,利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量;欧姆内阻增量为后一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻和前一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时电池模组预设荷电状态的欧姆内阻之间的比值;
步骤602,将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为第一电池模组。
在对电池模组进行外特性分析时,对电池模组进行充放电实验,充放电实验工况的荷电状态(SOC)测试区间为5%-95%,仅确定在以下荷电状态点的外特性参数。需要说明的是,电池模组的外特性参数包括欧姆内阻、极化内阻、极化电容以及开路电压等,本发明实施例以电池模组的欧姆内阻为例进行说明。
鉴于电池模组在荷电状态的两端,即荷电状态区间0%-10%及90%-100%的外特性参数变化较快,而荷电状态区间10%-90%的外特性参数变化不明显,故在荷电状态区间0%-10%及90%-100%各选取一个荷电状态点,在荷电状态区间10%-90%选取一个点。具体的待测电池模组(即第一电池模组中的每个电池模组)的外特性分析实验过程如下:
(一)放电过程:
(1)将待测电池模组的荷电状态调整至95%荷电状态;
(2)以1/3C恒流倍率自95%荷电状态放电至90%荷电状态,静置30分钟;放电同时记录放电过程中待测电池模组的电压及电流;
(3)以1/3C恒流倍率自90%荷电状态放电至50%荷电状态,静置30分钟;放电同时记录放电过程中待测电池模组的电压及电流;
(4)以1/3C恒流倍率自50%荷电状态放电至10%荷电状态,静置30分钟;放电同时记录放电过程中待测电池模组的电压及电流;
(5)以1/3C恒流倍率自10%荷电状态放电至5%荷电状态,静置30分钟;放电同时记录放电过程中待测电池模组的电压及电流;
(二)充电过程:
(1)以1/3C恒流倍率自5%荷电状态充电至10%荷电状态,静置30分钟;充电同时记录充电过程中待测电池模组的电压及电流;
(2)以1/3C恒流倍率自10%荷电状态充电至50%荷电状态,静置30分钟;充电同时记录充电过程中待测电池模组的电压及电流;
(3)以1/3C恒流倍率自50%荷电状态充电至90%荷电状态,静置30分钟;充电同时记录充电过程中待测电池模组的电压及电流;
(4)以1/3C恒流倍率自90%荷电状态充电至95%荷电状态,静置30分钟;充电同时记录充电过程中待测电池模组的电压及电流。
重复进行至少两次上述充放电过程。
在本发明实施例中,预设荷电状态点为预先设定的荷电状态点,例如该预设荷电状态点可以是50%荷电状态。本领域技术人员可以理解的是,该预设荷电状态点还可以是除50%荷电状态之外的其它荷电状态点,例如45%荷电状态或者55%荷电状态,本发明实施例对此不作特别的限制。以下以该预设荷电状态点为50%荷电状态为例进行说明。
在重复进行上述充放电实验后,利用戴维南等效电路模型分析确定待测电池模组在50%荷电状态的欧姆内阻,进而确定待测电池模组在50%荷电状态的欧姆内阻增量。其中,欧姆内阻增量,是指后一次外特性分析时待测电池模组在50%荷电状态的欧姆内阻和前一次外特性分析时待测电池模组在50%荷电状态的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时待测电池模组在50%荷电状态的欧姆内阻之间的比值。
假设我们采用A、B以及T分别表示前一次外特性参数分析时待测电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻、后一次外特性参数分析时待测电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻,待测电池模组的欧姆内阻增量,则存在如下公式:
在确定待测电池模组在预设荷电状态点的的欧姆内阻增量后,进而将待测电池模组预设荷电状态点的欧姆内阻增量与预设欧姆内阻增量进行比较。若待测电池模组预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量,说明该待测电池模组的外特性参数是符合预设外特性参数条件的,需要进一步对其进行内特性分析后确定待测电池模组的衰退状态,我们把这一部分符合预设外特性参数条件的称为第一电池模组。
其中,预设欧姆内阻增量为预先设定的欧姆内阻增量。例如,该预设欧姆内阻增量可以是30%,本领域技术人员可以理解的是,该预设欧姆内阻增量还可以是除上述30%之外的其它数值,例如35%或者40%等,本发明实施例对此不作特别的限制。
在本发明实施例中,利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量,将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为符合预设外特性参数的第一电池模组,能够快速、准确的确定符合预设外特性参数条件的第一电池模组。
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出退役电池模组,步骤202,分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组,包括:
步骤601,利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量;欧姆内阻增量为后一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻与前一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时电池模组预设荷电状态的欧姆内阻之间的比值;
步骤:将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为退役电池模组。
在戴维南等效电路模型对电池模组进行外特性分析时,同样的首先确定待测电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量,进而在待测电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量时,说明该待测电池模组已不再适合继续使用,应当做退役处理。因此,将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量的电池模组的衰退状态评估为退役。
在本发明实施例中,利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量,将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为退役电池模组,能够快速筛选退役电池模组。
本发明实施例中还提供了一种梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,如下面的实施例所述。由于这些装置解决问题的原理与梯次利用电池储能系统的衰退评估方法相似,因此这些装置的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
图7示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置的功能模块,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
参考图7,所述梯次利用电池储能系统的衰退评估装置所包含的各个模块用于执行图1对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图1以及图1对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,所述梯次利用电池储能系统的衰退评估装置包括参数采集模块701、待检确定模块702、外特性分析模块703、内特性分析模块704及衰退状态确定模块705。
参数采集模块701,用于在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数。
待检确定模块702,用于根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
外特性分析模块703,用于分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组。
内特性分析模块704,用于对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值。
衰退状态确定模块705,用于根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
在本发明实施例中,参数采集模块701通过在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数,待检确定模块702将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,然后外特性分析模块703分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,内特性分析模块704对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,进而衰退状态确定模块705确定电池单体的衰退状态,通过分析储能单元的内外特性,从而最终确定电池单体的衰退状态,能够快速、准确的定位出衰退的储能单元。
在本发明的一实施例中,为了提高在线采集数据的效率,参数采集模块701包括参数采集单元。
参数采集单元,用于通过与梯次利用电池储能系统的电池管理系统建立通信,多线程在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数。
在本发明的一实施例中,在上述模块结构的基础上,梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,还包括剔除模块。
剔除模块,用于对采集的电池储能单元的特征参数进行滤波,剔除异常数据。
待检确定模块702,具体用于根据剔除异常数据后的电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
图8示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置的另一功能模块,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出健康运行的电池储能单元,参考图8,所述所包含的各个模块用于执行图2对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图2以及图2对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,在上述图1所示模块结构的基础上,所述梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,还包括健康单元确定模块801。
健康单元确定模块801,用于根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
在本发明实施例中,健康单元确定模块801根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,可以快速筛选出健康运行的电池储能单元。
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出退役电池模组,如图8所示,在上述模块结构的基础上,梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,还包括退役单元确定模块802。
退役单元确定模块802,用于分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组。
在本发明实施例中,退役单元确定模块802分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组,可以快速筛选出退役电池模组。
图9示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中待检确定模块702的结构示意,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,预设检测条件包括电池储能单元的电压离差大于预设电压离差阈值。为了快速、准确的确定待检测电池储能单元,参考图9,所述待检确定模块702所包含的各个单元用于执行图3对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图3以及图3对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,所述待检确定模块702包括电压离差确定单元901及第一待检确定单元902。
电压离差确定单元901,用于根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差。
第一待检确定单元902,用于将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,电压离差确定单元901根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差,第一待检确定单元902将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,能够快速、准确的确定待检测电池储能单元。
图10示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中待检确定模块702的另一结构示意,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,预设检测条件包括电池储能单元的温度离差大于预设温度离差阈值。为了快速、准确的确定待检测电池储能单元,参考图10,所述待检确定模块702所包含的各个模块用于执行图4对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图4以及图4对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,所述待检确定模块702包括温度离差确定单元1001及第二待检确定单元1002。
温度离差确定单元1001,用于根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差。
第二待检确定单元1002,用于将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
在本发明实施例中,温度离差确定单元1001根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差,第二待检确定单元1002将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,能够快速、准确的确定待检测电池储能单元。
图11示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中健康单元确定模块801的结构示意,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出健康运行的电池储能单元,参考图11,所述健康单元确定模块801所包含的各个单元用于执行图5对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图5以及图5对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,所述健康单元确定模块801包括电压温度确定单元1101及健康单元确定单元1102。
电压温度确定单元1101,用于根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差及温度离差。
健康单元确定单元1102,用于将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
在本发明实施例中,电压温度确定单元1101根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差及温度离差,健康单元确定单元1102将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,能够快速筛选出健康运行的电池储能单元。
在电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的电压时,健康单元确定模块801包括电压离差确定单元901及第三待检确定单元。
电压离差确定单元901,用于根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差。
第三待检确定单元,用于将电压离差不大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
在电池储能单元的特征参数仅包括电池储能单元的温度时,健康单元确定模块801包括温度离差确定单元1001及第四待检确定单元。
温度离差确定单元1001,用于根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差。
第四待检确定单元,用于将温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
图12示出了本发明实施例提供的梯次利用电池储能系统的衰退评估装置中外特性分析模块703的结构示意,为便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
在本发明的一实施例中,电池模组的外特性参数包括欧姆内阻。为了快速、准确的确定符合预设外特性参数条件的第一电池模组,参考图12,所述外特性分析模块703所包含的各个单元用于执行图6对应实施例中的各个步骤,具体请参阅图6以及图6对应实施例中的相关描述,此处不再赘述。本发明实施例中,所述外特性分析模块703包括欧姆内阻增量确定单元1201及第一电池模组确定单元1202。
欧姆内阻增量确定单元1201,用于利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量;欧姆内阻增量为后一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻与前一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时电池模组预设荷电状态的欧姆内阻之间的比值。
第一电池模组确定单元1202,用于将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为第一电池模组。
在本发明实施例中,欧姆内阻增量确定单元1201利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量,第一电池模组确定单元1202,将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为符合预设外特性参数的第一电池模组,能够快速、准确的确定符合预设外特性参数条件的第一电池模组。
在本发明的一实施例中,为了快速筛选出退役电池模组,退役单元确定模块802包括欧姆内阻增量确定单元1201及退役单元确定单元。
欧姆内阻增量确定单元1201,用于利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量;欧姆内阻增量为后一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻与前一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时电池模组预设荷电状态的欧姆内阻之间的比值。
退役单元确定单元,用于将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为退役电池模组。
在本发明实施例中,欧姆内阻增量确定单元1201利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量,退役单元确定单元将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为退役电池模组,能够快速筛选退役电池模组。
本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的计算机程序。
综上所述,本发明实施例通过在线采集电池储能单元的特征参数,将符合预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;然后利用戴维南等效电路模型对待检测电池储能单元进行外特性分析,进而利用容量增量分析对符合预设外特性参数条件的第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,从而确定电池单体的衰退状态。本发明实施例通过在线采集电池储能单元的特征参数,利用戴维南等效电路模型对待检测电池储能单元进行外特性分析,利用容量增量分析对第一电池模组中的电池单体进行内特性分析,从而最终确定电池单体的衰退状态,能够快速、准确的定位出衰退的储能单元。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,包括:
在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数;
根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组;
对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;
根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
2.如权利要求1所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,还包括:
根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
3.如权利要求1所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,还包括:
分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,将不符合预设外特性参数条件的电池模组确定为退役电池模组。
4.如权利要求1所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数,包括:
通过与梯次利用电池储能系统的电池管理系统建立通信,多线程在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数。
5.如权利要求1所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,预设检测条件包括电池储能单元的电压离差大于预设电压离差阈值,根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,包括:
根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差;
将电压离差大于预设电压离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
和/或,
预设检测条件包括电池储能单元的温度离差大于预设温度离差阈值,根据电池储能单元的特征参数进行筛选,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元,包括:
根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的温度离差;
将温度离差大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为待检测电池储能单元。
6.如权利要求2或5所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,根据电池储能单元的特征参数,将不满足预设检测条件的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元,包括:
根据电池储能单元的特征参数确定电池储能单元的电压离差及温度离差;
将电压离差不大于预设电压离差阈值,且温度离差不大于预设温度离差阈值的电池储能单元确定为健康运行的电池储能单元。
7.如权利要求1所述的梯次利用电池储能系统的衰退评估方法,其特征在于,电池模组的外特性参数包括欧姆内阻,分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组,包括:
利用戴维南等效电路模型确定待检测电池储能单元中每个电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻增量;欧姆内阻增量为后一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻与前一次外特性参数分析时电池模组在预设荷电状态点的欧姆内阻之间的差值结果,与前一次外特性分析时电池模组预设荷电状态的欧姆内阻之间的比值;
将在预设荷电状态点的欧姆内阻增量不大于预设欧姆内阻增量的电池模组确定为第一电池模组。
8.一种梯次利用电池储能系统的衰退评估装置,其特征在于,包括:
参数采集模块,用于在线采集梯次利用电池储能系统的电池储能单元的特征参数;
待检确定模块,用于根据电池储能单元的特征参数,将满足预设检测条件的电池储能单元确定为待检测电池储能单元;
外特性分析模块,用于分析待检测电池储能单元中每个电池模组的外特性参数,确定第一电池模组;第一电池模组为符合预设外特性参数条件的电池模组;
内特性分析模块,用于对第一电池模组中的每个电池单体进行内特性分析,确定第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值;
衰退状态确定模块,用于根据第一电池模组中每个电池单体的锂离子损失值及活性材料损失值,确定第一电池模组中每个电池单体的衰退状态。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述梯次利用电池储能系统的衰退评估方法的计算机程序。
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