CN111584951A - 一种退役电池重构方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种退役电池重构方法及系统。该方法包括：获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列，所有退役电池符合热稳定性要求；待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联；获取参与重构的所有退役电池的运行参数；获取待重构电池阵列的开关矩阵模型；确定待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值；将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。本发明可以提高退役电池组利用时的热稳定性。

Description

一种退役电池重构方法及系统

技术领域

本发明涉及退役动力电池领域，特别是涉及一种退役电池重构方法及系统。

背景技术

新能源汽车动力电池的第一个退役高峰期已经来临。仅2019年上半年我国动力电池产量累计达49.2GWh，而动力电池总装车量已超过170GWh，预计至2020年，我国动力电池累计退役量约达25GWh。大规模的废弃电池存在浪费电池使用价值的问题，同时也对生态环境造成重大威胁。

退役动力电池在其他地方仍然具有很高的能量价值，例如，退役动力电池的梯次利用具备环保价值和经济价值，是实现电池全寿命综合应用，令其使用价值和经济效益发挥到最大化的重要手段。并且梯次利用已经退役的动力电池，可延长电池使用寿命，充分发挥其剩余价值，促进新能源消纳，能够缓解当前电池退役体量大而导致的回收压力，降低电动汽车的产业成本，带动新能源汽车行业的发展。因此，梯次利用电池储能技术的研究，对于储能电站的大规模推广应用、降低储能成本以及保护生态环境等方面具有重大经济效益、生态效益和社会效益。

当前，退役电池不仅存在电池指标分散性大、自引发热失控等难题，还面临退役电池梯次利用场景多样化的影响，对电池性能的能量和功率要求差异性大。因此，亟需一种退役电池重组技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种退役电池重构方法及系统，以提高退役电池组利用时的热稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种退役电池重构方法，包括：

获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列；所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求；所述待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，所述固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，所述自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；所述固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联；

获取参与重构的所有退役电池的运行参数；所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量；

获取所述待重构电池阵列的开关矩阵模型；所述开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态；

根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同；

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值；

将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。

可选的，所述获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列，之前还包括：

获取待重构的电池阵列规格；所述电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列；

根据所述电池阵列规格，逐个筛选符合热稳定性要求的退役电池；所述符合热稳定要求的退役电池在标准条件下电池末期温度小于稳定性阈值；

根据筛选得到的所有符合热稳定性要求的退役电池，按照所述电池阵列规格构建待重构电池阵列。

可选的，所述待重构电池阵列的开关矩阵模型为：

其中，第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m；

当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，所述自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。

可选的，所述根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵，具体包括：

按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵；所述赋值标准为：所述开关矩阵中每一行至多有一个元素赋值为第一取值，所述开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。

可选的，所述根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值，具体包括：

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量；其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量；

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度；其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度；

根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值；其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数；ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数；E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值；T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

本发明还提供一种退役电池重构系统，包括：

待重构电池阵列获取模块，用于获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列；所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求；所述待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，所述固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，所述自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；所述固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联；

运行参数获取模块，用于获取参与重构的所有退役电池的运行参数；所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量；

开关矩阵模型获取模块，用于获取所述待重构电池阵列的开关矩阵模型；所述开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态；

开关矩阵确定模块，用于根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同；

适应度值确定模块，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值；

重构模块，用于将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。

可选的，还包括：

电池阵列规格获取模块，用于在获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列之前，获取待重构的电池阵列规格；所述电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列；

稳定性筛选模块，用于根据所述电池阵列规格，逐个筛选符合热稳定性要求的退役电池；所述符合热稳定要求的退役电池在标准条件下电池末期温度小于稳定性阈值；

待重构电池阵列构建模块，用于根据筛选得到的所有符合热稳定性要求的退役电池，按照所述电池阵列规格构建待重构电池阵列。

可选的，所述待重构电池阵列的开关矩阵模型为：

其中，第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m；

当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，所述自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。

可选的，所述开关矩阵确定模块具体包括：

赋值单元，用于按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵；所述赋值标准为：所述开关矩阵中每一行至多有一个元素赋值为第一取值，所述开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。

可选的，所述适应度值确定模块具体包括：

平均剩余容量确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量；其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量；

平均末期温度确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度；其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度；

适应度值确定单元，用于根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值；其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数；ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数；E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值；T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

针对退役电池重构再利用时可能存在的自引发热失控问题(即电池自燃)，本发明选择符合热稳定性要求的退役电池参与重组，然后通过设计的开关矩阵对退役电池进行重构，得出重构适应度最优的电池重构阵列，进而按照对应的开关矩阵完成电池重构过程，提高了整个电池重构阵列的热稳定性。而且，本发明兼顾退役电池热稳定性、一致性以及应用场景所提出的技术指标，打破退役电池梯级利用的局限性，实现退役动力电池“因地制宜”，获取经济效益，避免资源浪费。同时，本发明可以根据实际需求对不同规格的待重构电池阵列进行重构，提高了电池重构阵列的灵活性。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明退役电池重构方法的流程示意图；

图2为本发明待重构电池阵列的示意图；

图3为本发明开关矩阵的示意图；

图4为本发明退役电池重构系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明退役电池重构方法的流程示意图。如图1所示，本发明退役电池重构方法包括以下步骤：

步骤100：获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列。所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求。在得到待重构电池阵列之前，首先要根据待重构的电池阵列规格筛选符合热稳定性要求的退役电池，然后得到所有符合热稳定性要求的退役电池，进而按照电池阵列规格构建待重构电池阵列。电池阵列规格是指待重构电池阵列的行数和列数，进而得到所需退役电池的总数。

图2为本发明待重构电池阵列的示意图，如图2所示，待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，固定结构是一个基于网式结构的m行n列电池组成的固定电池阵列，其中固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联。自由结构为m个电池组成的m行1列的自由电池阵列。固定结构和自由结构通过一个开关矩阵进行连接，用于实现自由部分任意数量的电池并联到固定部分的任意一行，图中，C1、C2…Cm-1、Cm为自由结构和开关矩阵间的虚拟接口，R1、R2…Rm-1、Rm为固定结构和开关矩阵间的虚拟接口。进而电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列，总共m*(n+1)个退役电池。

符合热稳定性要求的退役电池是指在标准条件下电池末期温度小于稳定性阈值。标准条件是指室内环境温度为20摄氏度、自然通风且电池以1C电流充电/放电的条件。电池末期温度是指电池充电状态结束后的电池温度与放电状态结束后的电池温度的较大值，用T表示。稳定性阈值根据电池重构阵列的具体使用场景而定，通常可以设定为36摄氏度。在标准条件下，若T大于稳定性阈值则表示该电池存在热失控风险；若T小于稳定性阈值则表示该电池符合稳定性要求。

所述步骤200：获取参与重构的所有退役电池的运行参数。所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量。电池剩余容量是指退役电池的剩余容量，表示该电池的充放电能力(功率支撑能力)，越大说明该电池的充放电能力(功率支撑能力)越强，此处的运行参数在进行重构之前通过现有手段已经测量得到，为已知量。

步骤300：获取待重构电池阵列的开关矩阵模型。所述开关矩阵模型的表达形式为：

其中，开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m。当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，此时所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，此时自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。本发明中第二取值与第一取值不相等，例如，第一取值为1，第二取值为0，用不同的取值表示不同的连接状态。

步骤400：根据开关矩阵模型，确定待重构电池阵列对应的多个开关矩阵。一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同。具体的，按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵。赋值标准为：对于任意一个开关矩阵，每一行至多有一个元素赋值为第一取值，开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。也就是自由电池阵列中的每个电池最多并联至固定电池阵列中的一行，但是自由电池阵列中的多个电池可以同时并联至固定电池阵列中的同一行，即固定电池阵列中的一行可以自由并联多个自由电池阵列中的电池。

图3为本发明开关矩阵的示意图，如图3所示，按照赋值标准对开关矩阵模型赋值，对应不同开关位置的连接状态，此时可以得到多个开关矩阵，不同的开关矩阵对应不同的电池重构矩阵，不同的电池重构矩阵中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同。

步骤500：根据参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值。具体过程如下：

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量。其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，由于自由电池阵列中每一个电池都可以自由的并联至固定电池阵列中的任意一行电池组，因此，按照开关矩阵得到的电池重构阵列中每一行并联的电池个数是不同的。E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量。

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度。其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度。

根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值。

其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数，ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数，ω₁+ω₂＝1。例如，ω₁可以取值为0.2，ω₂可以取值为0.8。E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值，

E_st,i表示第第i行电池的额定容量衰减至80％的数值。T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

步骤600：将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。适应度值最低表示电池重构阵列的整体电池热稳定性最好，因此，将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵中的开关状态对电池重构阵列的连接关系进行调整，得到重构后的电池重构阵列，完成退役电池的重构。

对应图1-图3所示的退役电池重构方法，图4为本发明退役电池重构系统的结构示意图。如图4所示，本发明退役电池重构系统包括以下结构：

待重构电池阵列获取模块401，用于获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列；所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求；所述待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，所述固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，所述自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；所述固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联。

运行参数获取模块402，用于获取参与重构的所有退役电池的运行参数；所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量。

开关矩阵模型获取模块403，用于获取所述待重构电池阵列的开关矩阵模型；所述开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态。

开关矩阵确定模块404，用于根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同。

适应度值确定模块405，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值。

重构模块406，用于将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。

作为另一实施例，本发明退役电池重构系统还包括：

电池阵列规格获取模块，用于在获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列之前，获取待重构的电池阵列规格；所述电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列。

稳定性筛选模块，用于根据所述电池阵列规格，逐个筛选符合热稳定性要求的退役电池；所述符合热稳定要求的退役电池在标准条件下电池末期温度大于稳定性阈值。

待重构电池阵列构建模块，用于根据筛选得到的所有符合热稳定性要求的退役电池，按照所述电池阵列规格构建待重构电池阵列。

作为另一实施例，本发明退役电池重构系统中所述待重构电池阵列的开关矩阵模型为：

其中，第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m。

当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，所述自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。

作为另一实施例，本发明退役电池重构系统中，所述开关矩阵确定模块404具体包括：

赋值单元，用于按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵；所述赋值标准为：所述开关矩阵中每一行至多有一个元素赋值为第一取值，所述开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。

作为另一实施例，本发明退役电池重构系统中，所述适应度值确定模块405具体包括：

平均剩余容量确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量；其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量。

平均末期温度确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度；其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度。

适应度值确定单元，用于根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值；其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数；ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数；E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值；T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种退役电池重构方法，其特征在于，包括：

获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列；所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求；所述待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，所述固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，所述自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；所述固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联；

获取参与重构的所有退役电池的运行参数；所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量；

获取所述待重构电池阵列的开关矩阵模型；所述开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态；

根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同；

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值；

将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。

2.根据权利要求1所述的退役电池重构方法，其特征在于，所述获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列，之前还包括：

获取待重构的电池阵列规格；所述电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列；

根据所述电池阵列规格，逐个筛选符合热稳定性要求的退役电池；所述符合热稳定要求的退役电池在标准条件下电池末期温度小于稳定性阈值；

根据筛选得到的所有符合热稳定性要求的退役电池，按照所述电池阵列规格构建待重构电池阵列。

3.根据权利要求1所述的退役电池重构方法，其特征在于，所述待重构电池阵列的开关矩阵模型为：

其中，第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m；

当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，所述自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。

4.根据权利要求3所述的退役电池重构方法，其特征在于，所述根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵，具体包括：

按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵；所述赋值标准为：所述开关矩阵中每一行至多有一个元素赋值为第一取值，所述开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。

5.根据权利要求3所述的退役电池重构方法，其特征在于，所述根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值，具体包括：

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量；其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量；

根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度；其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度；

根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值；其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数；ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数；E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值；T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

6.一种退役电池重构系统，其特征在于，包括：

待重构电池阵列获取模块，用于获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列；所述待重构电池阵列中所有退役电池符合热稳定性要求；所述待重构电池阵列包括固定结构和自由结构，所述固定结构为m行n列电池组成的固定电池阵列，所述自由结构为m行1列电池组成的自由电池阵列；所述固定电池阵列中位于同一行的电池之间相互并联形成行电池组，相邻的行电池组之间串联；

运行参数获取模块，用于获取参与重构的所有退役电池的运行参数；所述退役电池的运行参数包括电池末期温度、电池内阻和电池剩余容量；

开关矩阵模型获取模块，用于获取所述待重构电池阵列的开关矩阵模型；所述开关矩阵模型中的第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态；

开关矩阵确定模块，用于根据所述开关矩阵模型，确定所述待重构电池阵列对应的多个开关矩阵；一个开关矩阵不同的开关矩阵对应的电池重构阵列中自由电池阵列与固定电池阵列之间的连接关系不同；

适应度值确定模块，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列的适应度值；

重构模块，用于将适应度值最低的电池重构阵列按照对应的开关矩阵进行重构。

7.根据权利要求6所述的退役电池重构系统，其特征在于，还包括：

电池阵列规格获取模块，用于在获取参与重构的所有退役电池组成的待重构电池阵列之前，获取待重构的电池阵列规格；所述电池阵列规格为m行n列电池组成的固定电池阵列和m行1列电池组成的自由电池阵列；

稳定性筛选模块，用于根据所述电池阵列规格，逐个筛选符合热稳定性要求的退役电池；所述符合热稳定要求的退役电池在标准条件下电池末期温度小于稳定性阈值；

待重构电池阵列构建模块，用于根据筛选得到的所有符合热稳定性要求的退役电池，按照所述电池阵列规格构建待重构电池阵列。

8.根据权利要求6所述的退役电池重构系统，其特征在于，所述待重构电池阵列的开关矩阵模型为：

其中，第i行第j列的元素S_ij表示自由电池阵列中第i个电池的接口与固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,m；

当S_ij为第一取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为闭合状态，所述自由电池阵列中第i个电池并联至所述固定电池阵列中第j行电池组；当S_ij为第二取值时，所述自由电池阵列中第i个电池的接口与所述固定电池阵列中第j行电池组的接口之间的连接状态为断开状态，所述自由电池阵列中第i个电池与所述固定电池阵列中第j行电池组不连接。

9.根据权利要求8所述的退役电池重构系统，其特征在于，所述开关矩阵确定模块具体包括：

赋值单元，用于按照赋值标准对所述开关矩阵模型进行不同的赋值，得到多个开关矩阵；所述赋值标准为：所述开关矩阵中每一行至多有一个元素赋值为第一取值，所述开关矩阵中除赋值为第一取值的元素之外的其他元素均赋值为第二取值。

10.根据权利要求8所述的退役电池重构系统，其特征在于，所述适应度值确定模块具体包括：

平均剩余容量确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均剩余容量；其中，H_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池剩余容量，N_i为所述电池重构阵列中第i行的并联电池个数，E_ij为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的剩余容量；

平均末期温度确定单元，用于根据所述参与重构的所有退役电池的运行参数，基于最小均衡差，利用公式

确定每个开关矩阵对应的电池重构阵列对应的平均末期温度；其中，G_i为所述电池重构阵列中第i行的平均电池的末期温度，T_ij为为所述电池重构阵列中第i行第j个电池的末期温度；

适应度值确定单元，用于根据所述电池重构阵列对应的平均剩余容量和平均末期温度，利用公式

确定所述电池重构阵列的适应度值；其中，Fit为所述电池重构阵列的适应度值；ω₁为适应度模型中电池剩余容量比重系数；ω₂为适应度模型中电池末期温度比重系数；E_st为退役电池的容量衰减至出厂额定容量80％时的标准值；T_st为标准条件下的电池末期温度；m为所述电池重构阵列的行数。

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