CN113964400A - 退役电池预处理放电方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种退役电池预处理放电方法及系统，涉及退役电池处理技术领域，退役电池预处理放电方法及系统能够从上游考虑下游回收问题，直接避免后续相关传统方式的放电工序和其带来的负面影响，能够为电池的利用和回收带来积极影响。
Description
技术领域
本发明涉及退役电池回收技术领域，特别涉及一种退役电池预处理放电方法及系统。
背景技术
通常电池退役后，回收人员会依据电池的当前状态取出，并经过前期对此电池的回收定义或取出后的数据测算评估，对电池进行资源化回收或梯次利用。
在资源化回收过程中，通常采用湿法或干法对电池进行放电。但湿法放电处理会产生大量污水，而且电池的铝外壳或铝极柱/极耳在盐水中产生电解反应，产生的氢气具有安全风险，并且由于铝极柱/极耳的分解，会使得测压的准确度大幅下降，在粉碎分解设备中电池还可能发生剧烈燃烧等反应，影响设备的使用寿命。干法放电处理则会带来大量粉尘危害，而且在放电过程中石墨在极耳处粘结，封住极耳，同样造成测量电压准确性降低等后续危害，或测量前还需对粘结的石墨进行进一步处理，增加处理时间和对应处理工序成本。
在梯次利用过程中，针对不同电池取出后还需要制作匹配的工装连接设备进行放电以降低拆解的安全风险。
无论是资源化回收还是梯次利用的放电过程均需要额外增加工序和对应的成本，并且还存在相应的风险，对电池的集中放电处理是行业面临的疑难问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种退役电池预处理放电方法，能够在进行资源化回收或梯次利用前对退役电池进行放电处理，避免额外增加工序及其负面影响，且能够有效降低成本。
本发明还提出一种退役电池预处理放电系统。
根据本发明的第一方面实施例的退役电池预处理放电方法，应用于上位机，包括：
进行退役放电逻辑设计；
获取退役电池的状态信息；
判断执行资源化回收放电或梯次利用放电；
发布退役放电报文指令。
根据本发明实施例的退役电池预处理放电方法，至少具有如下有益效果：上位机对退役电池的放电进行控制，能够获取退役电池的状态信息，且在判断退役电池所需执行的放电方式的同时，还能够通过对应的放电逻辑控制退役电池放电，即通过发布对应退役放电报文指令进行控制，使退役电池可以在进行资源化回收或梯次利用前完成放电。
根据本发明的一些实施例，所述退役放电逻辑包括资源化回收放电逻辑和梯次利用放电逻辑。
根据本发明的一些实施例，所述退役放电报文指令包括资源化回收放电报文指令或梯次利用放电报文指令。
根据本发明的一些实施例，还包括，获取所述退役电池的放电时间信息。
根据本发明的第二方面实施例的退役电池预处理放电方法，应用于电池管理系统，包括：
接收退役放电报文指令；
根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作。
根据本发明实施例的退役电池预处理放电方法，至少具有如下有益效果：电池管理系统根据接收到的退役放电报文指令对退役电池进行放电，使退役电池能够提前完成放电，从而避免资源化回收或梯次利用时的放电工序及其带来的负面影响。
根据本发明的一些实施例，所述根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作，包括：
根据接收到的资源化回收报文指令，闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能。
根据本发明的一些实施例，所述根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作，包括：
根据接收到的梯次利用报文指令，判断是否存在失效单体电池；
若否，则闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
当退役电池放电至阈值电压，断开所述均衡并联电阻回路。
根据本发明的一些实施例，还包括：
若是，则锁定失效单体电池；
闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
当所述退役电池中的正常单体电池放电至阈值电压，部分断开所述均衡并联电阻回路，所述失效单体电池保持锁定。
根据本发明的一些实施例，还包括：对完成放电的所述失效单体电池进行测压检验。
根据本发明的第三方面实施例的退役电池预处理放电系统，包括上位机和电池管理系统，上位机用于检测退役电池并发布退役放电报文指令；电池管理系统用于接收所述上位机发布的所述退役放电报文指令，且所述电池管理系统具有被动均衡功能。
根据本发明实施例的退役电池预处理放电系统，至少具有如下有益效果：本发明的退役电池预处理放电系统能够从上游设计端考虑下游回收端问题，直接避免后续相关传统方式的放电工序和其带来的负面影响，能够为电池梯次利用和回收带来积极影响。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一实施例退役电池预处理放电方法(应用在上位机)的步骤流程图；
图2为本发明一实施例退役电池预处理放电方法(应用在电池管理系统)的步骤流程图；
图3为本发明另一实施例退役电池预处理放电方法(应用在电池管理系统)的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
在退役电池的处理中，相关技术常使用资源化回收和梯次利用。在资源化回收过程中，无论是先对退役电池进行放电处理后拆解，还是先拆解后放电，退役电池中的所有单体电池均需要放电至0V才能够进行回收处理。在梯次利用过程中，需对系统进行数据测算评估，无失效单体电池则考虑下一步梯次应用方案，当需要拆解重组时，应整体放电至空电状态(放电至阈值电压)后进行拆解，尽可能降低拆解安全风险，如有失效单体电池，还需将单体电池拆解后放电至0V状态，转入资源化回收。
因此，本发明提供一种退役电池预处理放电方法，在退役电池进行资源化回收或梯次利用之前，对退役电池进行放电处理，如在资源化回收之前对退役电池进行预处理，提前完成放电，无需采用湿法或干法等放电处理，可减少工序及其带来的危害和污染，降低成本；且还可以在梯次利用之前，对于退役电池中存在失效单体电池的情况，则可以使失效单体电池提前完成放电，便于后续的回收处理，还可以使其余单体电池能够进行下一步梯次应用规划；对于退役电池中无失效单体电池的情况，则可以使退役电池整体放电至低压状态，且能避免电池失效，降低电压方面的安全风险，以便于回收人员拆解取出电池。
应当想到的是，退役电池包括但不限于锂电池，如锰酸锂电池、铁锂电池、三元锂电池等，还可以是铅蓄电池。
下面结合附图对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1，在本发明一些实施例中，在上位机端，退役电池预处理放电方法至少包括如下步骤：
步骤S110：进行退役放电逻辑设计；
步骤S120：获取退役电池的状态信息；
步骤S130：判断执行资源化回收放电或梯次利用放电；
步骤S140：发布退役放电报文指令。
在上位机中，对应于退役电池的两种放电设计均设置有相应的退役放电逻辑，例如，对应于资源化回收则相应地有资源化回收放电逻辑；对应于梯次利用则相应地有梯次利用放电逻辑，应当想到的是，退役放电逻辑中包括对退役电池的处理指令，如闭合均衡并联电阻回路、关闭欠压保护使能、设置阈值电压等。而且在上位机中，还可以设置相应的退役开关，实现手动选择退役放电方式，其中退役放电方式包括资源化回收放电和梯次利用放电。
而且上位机还可以获取退役电池的状态信息，例如，将带退役电池的电池管理系统接入上位机，上位机则可以获取退役电池的状态信息，如历史运行状态和当前的电压状态。上位机可根据退役电池的状态信息，判断对退役电池执行资源化回收放电还是梯次利用放电，例如，退役电池的状态信息满足资源化回收放电逻辑中的要求，即退役电池满足资源化回收的条件，则判断需对退役电池进行资源化回收放电，从而发布相应的退役放电报文指令，如资源化回收放电报文指令；同样的，对于需进行梯次利用的退役电池，则发布相应的退役放电报文指令，如梯次利用放电报文指令。应当想到的是，退役放电报文指令包括对退役电池的处理指令。
在本发明一些实施例中，还包括获取退役电池的放电时间信息。上位机可以获取退役电池的放电时间信息，如需经过多长时间可以完成退役电池的放电，且上位机可将放电时间信息通过显示设备显示出来，例如，可以通过显示屏显示，也可以通过数码管显示器显示。
参照图2，在本发明一些实施例中，在电池管理系统端，退役电池预处理放电方法至少包括如下步骤：
步骤S210：接收资源化回收放电报文指令；
步骤S220：闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能。
电池管理系统接收到资源化回收放电报文指令，电池管理系统根据资源化回收放电报文指令对均衡并联电阻回路以及欠压保护使能进行控制，即将均衡并联电阻回路闭合，且关闭欠压保护使能，从而使退役电池进行放电并放电至0V。可以理解的是，均衡并联电阻回路通过与退役电池中的单体电池并联的电阻对退役电池进行放电，此放电电流小，但远大于自放电电流；而关闭欠压保护使能则可以将退役电池持续放电至0V。
在本发明一些实施例中，还包括对完成放电的退役电池进行测压检验，即对于完成资源化回收放电后的退役电池，还需要进行测压检验，检测退役电池是否放电至0V，从而确保退役电池能够放电至0V，以便于后续的电池拆解工作。
参照图3，在本发明一些实施例中，在电池管理系统端，退役电池预处理放电方法至少包括：
步骤S310：接收梯次利用放电报文指令；
步骤S320：判断是否存在失效单体电池；
步骤S330：若否，闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
步骤S340：当退役电池放电至阈值电压，断开均衡并联电阻回路。
电池管理系统接收到梯次利用放电报文指令后，根据梯次利用放电报文指令对退役电池内是否存在失效单体电池进行判断，例如按照梯次利用放电报文指令中对应的逻辑条件进行判断，如当退役电池的单体电池的电压小于2V，或者电压最高的单体电池与电压最低的单体电池之间的差值大于或等于1V，则判定存在失效单体电池。
当退役电池中不存在失效单体电池，则闭合均衡并联电阻回路，并关闭欠压保护使能，退役电池放电至阈值电压，例如，退役电池放电至2.5V，则断开均衡并联电阻回路，即完成放电处理，且能有效避免退役电池失效。
对于退役电池中无失效单体电池的情况，则本发明的方法可以使退役电池整体放电至低压状态，且能避免电池失效，降低电压方面的安全风险，以便于回收人员拆解取出电池。
参照图3，在本发明一些实施例中，退役电池预处理放电方法还包括：
步骤S350：若是，则锁定失效单体电池；
步骤S360：闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
步骤S370：当退役电池中的正常单体电池放电至阈值电压，部分断开均衡并联电阻回路，失效单体电池保持锁定。
当退役电池中存在失效单体电池，对失效单体电池进行锁定，闭合均衡并联电路回路并关闭欠压保护使能，使退役电池持续放电，当退役电池中的正常单体电池放电至阈值电压(如2.5V)，而失效单体电池则需要放电至0V，则部分断开均衡并联电阻回路，且对失效电池保持锁定。
应当想到的是，均衡并联电阻回路与退役电池中的单体电池(包括失效单体电池和正常单体电池)均连接有并联电阻，当正常单体电池降压至阈值电压，则断开与正常单体电池连接的并联电阻，而与失效单体电池连接的并联电阻则保持锁定，直至失效单体电池的电压降为0V。
对于退役电池中存在失效单体电池的情况，则本发明的方法可以使失效单体电池提前完成放电，便于后续的资源化回收，即将失效单体电池的电压降为0V有助于拆解和回收，还可以使其余单体电池能够进行下一步梯次应用规划。可以理解的是，失效单体电池提前完成放电是相对于后续进行资源化回收来说的，将资源化回收中的放电过程提前完成，避免采用资源化回收中放电工序，可以避免放电工序带来的高成本、高污染问题。
在本发明一些实施例中，对于完成放电的失效单体电池还进行测压检验，以检测失效单体电池是否达到0V，以便于对失效单体电池进行回收处理。
在本发明一些实施例中，还提供一种退役电池预处理放电系统，该系统包括上位机和电池管理系统。上位机与电池管理系统是进行通信连接的，即上位机将退役放电报文指令发送至电池管理系统，且上位机还可以从电池管理系统中获取退役电池的状态信息，如当前电压状态等，还可以从电池管理系统中获取放电时间信息。需要说明的是，上位机是可以直接发出操控命令的计算机，如工控机、工作站等。
电池管理系统可接收来自上位机的退役放电报文指令，并对退役电池进行放电处理，且电池管理系统具有被动均衡功能，被动均衡为达到设定的高压阈值和达到设定的压差阈值后开启均衡，在均衡开启后，达到高电压阈值的单体电池充电电流会通过均衡开启后与单体电池并联的电阻，即该电阻分担一部分充电电流，降低高电压单体电池的电压进一步上升速度，以此方式拉近与其他电池电压的差距，同样的，利用被动均衡回路开启，电阻作为负载给电池进行小电流放电，电压达到各单体电池设定阈值时关闭均衡回路，以达到各单体电池放电至目标电压的目的，可以理解的是，被动均衡功能可以通过均衡并联电阻回路实现。本发明的退役电池预处理放电系统可以通过被动均衡功能的配套的硬件进行反均衡设计，即可以通过均衡并联电路回路进行反均衡设计。
本发明的退役电池预处理放电系统能够从上游考虑下游回收问题，直接避免后续相关传统方式的放电工序和其带来的负面影响，能够为电池的利用和回收带来积极影响。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种退役电池预处理放电方法，应用于上位机，其特征在于，包括：
进行退役放电逻辑设计；
获取退役电池的状态信息；
判断执行资源化回收放电或梯次利用放电；
发布退役放电报文指令。
2.根据权利要求1所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，所述退役放电逻辑包括资源化回收放电逻辑和梯次利用放电逻辑。
3.根据权利要求1所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，所述退役放电报文指令包括资源化回收放电报文指令或梯次利用放电报文指令。
4.根据权利要求1所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，还包括，获取所述退役电池的放电时间信息。
5.一种退役电池预处理放电方法，应用于电池管理系统，其特征在于，包括：
接收退役放电报文指令；
根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作。
6.根据权利要求5所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，所述根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作，包括：
根据接收到的资源化回收报文指令，闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能。
7.根据权利要求5所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，所述根据所述退役放电报文指令，执行相应的放电操作，包括：
根据接收到的梯次利用报文指令，判断是否存在失效单体电池；
若否，则闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
当退役电池放电至阈值电压，断开所述均衡并联电阻回路。
8.根据权利要求7所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，还包括：
若是，则锁定失效单体电池；
闭合均衡并联电阻回路并关闭欠压保护使能；
当所述退役电池中的正常单体电池放电至阈值电压，部分断开所述均衡并联电阻回路，所述失效单体电池保持锁定。
9.根据权利要求8所述的退役电池预处理放电方法，其特征在于，还包括：对完成放电的所述失效单体电池进行测压检验。
10.一种退役电池预处理放电系统，其特征在于，包括：
上位机，用于检测退役电池并发布退役放电报文指令；
电池管理系统，用于接收所述上位机发布的所述退役放电报文指令，且所述电池管理系统具有被动均衡功能。
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- 2021-09-09 CN CN202111056912.7A patent/CN113964400B/zh active Active
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