CN117572243B - 一种储能电池的循环寿命预测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种储能电池的循环寿命预测方法及系统，属于储能维护技术领域。所述方法包括：计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；计算实际工况下储能电池的放电深度；根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。本发明实施例首先确定储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，然后基于实际工况下储能电池的放电深度对其进行修正，实现实际工况储能电池的循环寿命的精确预测。
Description
技术领域
本发明涉及储能维护技术领域，特别是涉及一种储能电池的循环寿命预测方法及系统。
背景技术
储能电池作为储能技术的核心组成部分，具有广阔的市场前景和应用潜力。然而，储能电池还面临着成本、安全和循环寿命等问题和挑战。
对于储能站运营的过程中，储能电池的循环寿命直接影响其使用寿命和经济性，也对储能站的整体运营效益产生很大影响。目前，锂离子电池等储能电池的循环寿命预测仍然存在很多限制因素，储能站的电池更换成本控制难度大、运营效率低、更换和维护成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种储能电池的循环寿命预测方法及系统，以实现储能电池的循环寿命的精确预测。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种储能电池的循环寿命预测方法，所述方法包括如下步骤：
计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
计算实际工况下储能电池的放电深度；
根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。
可选的，计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，具体包括：
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
根据第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，计算第n次循环后储能电池的剩余容量；
令n的数值增加1，返回根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的步骤，直到连续T次循环的过程中储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的变化值的绝对值均小于预设阈值，输出第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，作为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，其中，T为迭代稳定阈值。
可选的，根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，具体包括：
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，利用如下公式计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，；
其中，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，An为第n次循环时储能电池的剩余容量比率，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，Cn-1为第n-1次循环后储能电池的剩余容量，C0为储能电池的额定容量，λc为充放电倍率影响因子。
可选的，根据第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，计算第n次循环后储能电池的剩余容量的公式为：
其中，Cn为第n次循环后储能电池的剩余容量，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，λc为充放电倍率影响因子，C0为储能电池的额定容量，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命。
可选的，所述充放电倍率影响因子为充放电倍率对储能电池的循环寿命的影响因子，所述充放电倍率影响因子的计算公式为：
λc＝a·ln(r)+b；
r＝I/C0；
其中，λc为充放电倍率影响因子，r为实际工况下储能电池的充放电赔率，a、b均为拟合常数，I为实际工况下储能电池的充放电电流。
可选的，计算实际工况下储能电池的放电深度，具体包括：
利用如下公式计算实际工况下储能电池的放电深度；
Da＝r·t0；
其中，Da为实际工况下储能电池的放电深度，r为实际工况下储能电池的充放电赔率，为实际工况下每次充电或放电过程的时间。
可选的，根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命，具体包括：
根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，利用如下公式计算实际工况下储能电池的循环寿命；
其中，N为实际工况下储能电池的循环寿命，Nr为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，Da为实际工况下储能电池的放电深度，Dr为储能电池的额定放电深度。
一种储能电池的循环寿命预测系统，所述系统应用于上述的方法，所述系统包括：
循环次数计算模块，用于计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
放电深度计算模块，用于计算实际工况下储能电池的放电深度；
循环寿命计算模块，用于根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的方法。
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：
本发明实施例提供一种储能电池的循环寿命预测方法及系统，所述方法包括：计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；计算实际工况下储能电池的放电深度；根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。本发明实施例首先确定储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，然后基于实际工况下储能电池的放电深度对其进行修正，实现实际工况储能电池的循环寿命的精确预测。
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为本发明实施例提供的一种储能电池的循环寿命预测方法的流程图。
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。
本发明的目的是提供一种储能电池的循环寿命预测方法及系统，以实现储能电池的循环寿命的精确预测。
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。
本发明实施例提供一种储能电池的循环寿命预测方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤101，计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命。
步骤101具体包括如下步骤：
步骤1，计算充放电倍率对电池循环寿命影响因子：
λc＝a·ln(r)+b；
参数说明：λc为充放电倍率影响因子；a、b为拟合常数；r为实际工况下储能电池的充放电倍率(C)。
示例性的，r的计算方式为：
通过监测获取实际工况下的电流数据。
充放电倍率＝充放电电流/额定容量计算运行倍率(C)，即r＝I/C0，其中，I为实际工况下储能电池的充放电电。
步骤1的作用：通过实际工况运行倍率计算影响循环寿命参数。
步骤1的执行主体：系统服务器端。
步骤2，计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，基于上述的充放电倍率对电池循环寿命影响因子，执行如下操作：
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命：
其中，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，An为第n次循环时储能电池的剩余容量比率，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，Cn-1为第n-1次循环后储能电池的剩余容量，C0为储能电池的额定容量，λc为充放电倍率影响因子，其中，A0＝1，n＝，2，....。
根据第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，计算第n次循环后储能电池的剩余容量：
其中，Cn为第n次循环后储能电池的剩余容量，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，λc为充放电倍率影响因子，C0为储能电池的额定容量，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命。
令n的数值增加1，返回根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的步骤，直到连续T次循环的过程中储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的变化值的绝对值均小于预设阈值，输出第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，作为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，其中，T为迭代稳定阈值，数值可根据需要进行设置。
步骤2的作用为：计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命。
步骤2的执行主体无：系统服务器端。
步骤102，计算实际工况下储能电池的放电深度。
步骤102的具体步骤包括：
步骤3，计算电池实际工况下的放电深度：
Da＝r·t0；
参数说明：Da为实际工况下储能电池的放电深度；t0为实际工况下每次充电或放电过程的时间(h)；r为实际工况下储能电池的运行倍率(C)；
步骤3的作用为：计算电池在实际工况下的放电深度。
步骤3的执行主体：系统服务器端。
步骤103，根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。
步骤103的具体步骤包括：
步骤4，计算电池在不同工况下的循环寿命：
其中，N为实际工况下储能电池的循环寿命，Nr为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，Da为实际工况下储能电池的放电深度，Dr为储能电池的额定放电深度。
步骤4的作用：通过计算后，可以得到储能电池中电池在不同工况下的循环寿命。
本发明实施例还提供一种储能电池的循环寿命预测系统，所述系统应用于上述的方法，所述系统包括：
循环次数计算模块，用于计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命。
放电深度计算模块，用于计算实际工况下储能电池的放电深度。
循环寿命计算模块，用于根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的方法。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明实施例在储能电站管理系统过程中，通过对储能设备的实时监控获取储能电池运营工况数据、电池充放电数据等，计算得出多次循环后的电池容量和不同工况下的电池循环寿命数据。这对储能站的电池运维过程控制和电池换装成本控制提供了有效的数据依据。储能站依据结果调整电池运行工况来延长电池寿命；通过电池循环寿命数据来有效控制电池更换进度和成本，做到储能资源价值利用最大化，实现降本增效的经营目标。例如，通过调整相关参数可以延长储能电池寿命，从而提高电池使用效率，增加运营收益；通过分析电池寿命，可以合理的控制电池更换成本，降低储能电站运营成本。
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 (5)
1.一种储能电池的循环寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
计算实际工况下储能电池的放电深度；
根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命；
计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，具体包括：
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
根据第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，计算第n次循环后储能电池的剩余容量；
令n的数值增加1，返回根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的步骤，直到连续T次循环的过程中储能电池的额定放电深度对应的循环寿命的变化值的绝对值均小于预设阈值，输出第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，作为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，其中，T为迭代稳定阈值；
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，具体包括：
根据第n-1次循环后储能电池的剩余容量，利用如下公式计算第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
其中，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，An为第n次循环时储能电池的剩余容量比率，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，Cn-1为第n-1次循环后储能电池的剩余容量，C0为储能电池的额定容量，λc为充放电倍率影响因子；
根据第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，计算第n次循环后储能电池的剩余容量的公式为：
其中，Cn为第n次循环后储能电池的剩余容量，λa为温度对储能电池的循环寿命的影响因子，λc为充放电倍率影响因子，C0为储能电池的额定容量，Nr,n为第n次循环时储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
所述充放电倍率影响因子为充放电倍率对储能电池的循环寿命的影响因子，所述充放电倍率影响因子的计算公式为：
λc＝a·ln(r)+b；
r＝I/C0；
其中，λc为充放电倍率影响因子，r为实际工况下储能电池的充放电倍率，a、b均为拟合常数，I为实际工况下储能电池的充放电电流；
计算实际工况下储能电池的放电深度，具体包括：
利用如下公式计算实际工况下储能电池的放电深度；
Da＝r·t0；
其中，Da为实际工况下储能电池的放电深度，r为实际工况下储能电池的充放电倍率，t0为实际工况下每次充电或放电过程的时间。
2.根据权利要求1所述的储能电池的循环寿命预测方法，其特征在于，根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命，具体包括：
根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，利用如下公式计算实际工况下储能电池的循环寿命；
其中，N为实际工况下储能电池的循环寿命，Nr为储能电池的额定放电深度对应的循环寿命，Da为实际工况下储能电池的放电深度，Dr为储能电池的额定放电深度。
3.一种储能电池的循环寿命预测系统，其特征在于，所述系统应用于权利要求1-2任一项所述的方法，所述系统包括：
循环次数计算模块，用于计算储能电池的额定放电深度对应的循环寿命；
放电深度计算模块，用于计算实际工况下储能电池的放电深度；
循环寿命计算模块，用于根据储能电池的额定放电深度对应的循环寿命和实际工况下储能电池的放电深度，计算实际工况下储能电池的循环寿命。
4.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述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如权利要求1至2中任一项所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至2中任一项所述的方法。
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| Title |
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| Structural Reconstruction Driven by Oxygen Vacancies in Layered Ni-Rich Cathodes;qiu lang etc;ADVANCED ENERGY MATERIALS;20220426;第12卷;全文 * |
| 商用Li_4Ti_5O_(12)电池倍率循环容量衰减模型;王昊;俞海龙;金翼;王绥军;郭晓君;肖修昆;黄学杰;;储能科学与技术;20190425(03);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117572243A (zh) | 2024-02-20 |
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