[發明專利]公交電動汽車及其梯次利用電池集群的V2G可用容量評估方法

有效

• 申請號: 201310586709.X
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103605079A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 翁國慶;王強;張有兵
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.公交電動汽車及其梯次利用電池集群的V2G可用容量評估方法，包括如下步驟：?

步驟1）確定目標微網區域中，公交EV電池集群運營和管理模式；建設充換電站；按照目標區域和線路的公共交通需求，規劃具體班次、車輛數量、發車時刻、進站更換電池及停運時刻等運營安排；對應各批次公交EV的具體運營安排，將一天工作時間分為以下多個不同工作狀態時段：依次遞進安裝電池發車、正常運營、中途按順序進充換電站更換電池、依次遞進停運卸載電池等；?

每輛公交EV在運行中間時段需進充換電站更換一次電池，將其一天工作時間分為6個時段：?

時段ΔT₁：早上各批次公交EV“依次遞進”安裝電池（脫離V2G服務）發車時段；?

時段ΔT₂：早上各公交EV正常運營時段；?

時段ΔT₃：中午各批次公交EV“依次遞進”進充換電站更換電池時段；?

時段ΔT₄：下午各公交EV正常運營時段；?

時段ΔT₅：下午各批次公交EV“依次遞進”停運卸載電池（接入V2G服務）時段；?

時段ΔT₆+ΔT′₆：晚上所有公交EV停運時段；?

步驟2）設定公交EV電池集群的配置和參數；所述的配置包括：公交EV總量、單車電池額定滿容量、充換電站中電池總量、規劃公交線路數量、每條線路班次、各班次EV進站更換電池需求；所述的參數包括：動力電池的允許放電深度、能效比、放電效率，公交EV日平均行駛里程等；?

步驟3）各時段V2G可用容量評估模型構建；步驟1）中各時段內公交EV電池集群任意nΔt時刻的V2G可用容量C_B(nΔt)為?

式中，N_B1、N_B2分別為系統中公交EV總量和充換電站中超配的電池總量；N₁、N₂、N₃、N₄、N₅分別為時段ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄和ΔT₅內包含的最小計算單位時間Δt的個數；C_bat為單輛公交EV電池的額定容量；SOC_max、SOC_min為集群中EV電池平均最大荷電狀態和最小荷電狀態；K_n為ΔT₁、ΔT₃、ΔT₅時段內nΔt時刻對應的安裝電池發車、進站更換電池及停運卸載電池的公交EV班次；λ_n為每班次發車、進站或停車的EV數量；ΔC_BS(iΔt)為各時段內iΔt時刻系統中所有參與V2G服務的該公交EV電池集群容量變化總量；SOC_res為ΔT₃、ΔT₅時段內各公交EV進站電池卸載時的平均剩余荷電狀態，其表達式為?

式中，E_bat為另一形式表征的公交EV電池額定容量，kWh；D_OD為允許放電深度；L為公交EV平均日行駛里程，km；E_FF為公交EV的能效比，km/kWh；η_dis為放電效率；?

步驟4）確定梯次利用公交EV電池集群的管理模式；按SOC特性測試進行分組，采用與微網中其他普通儲能元件一樣的運營和管理模式，實時接受系統V2G調控。當新一批淘汰電池加入系統梯次利用時，可考慮同時退出服務年限過長的電池組；?

步驟5）設定梯次利用公交EV電池集群配置和參數；所述的配置主要包括：參與梯次利用EV動力電池集群的電池數量、類型、梯次利用服務年限、梯次利用期間的V2G充放電調度規律；?

步驟6）梯次利用公交EV電池集群V2G可用容量評估模型構建；不同EV電池類型、參與梯次利用服務年數不一的EV電池集群中，nΔt時刻的V2G可用容量總和為?

式中：N_T為該集群中參與梯次利用的EV電池總量；C_bat(k)為任意EV電池?k的額定容量；ΔC_TS(iΔt)為iΔt內系統中所有參與V2G服務的梯次利用EV電池集群的V2G調度總容量；α_k為任意EV電池k被淘汰后參加梯次利用一定時間的當前最大容量保持率，其表達式為?

式中：α_dk為其剛被淘汰時的最大容量保持率；T為其參加梯次利用的實際天數；為其參加梯次利用時期的平均每天V2G調度容量，ΔC_bat(k)為其作為EV動力電池時期正常一次完全充放電循環的容量變化量；α₀、a、b為未知參數，根據相關文獻估計可分別取107.4，0.8745和0.6066；?

步驟7）公交EV及其梯次利用電池集群實時V2G可用容量總和評估；由公交EV和淘汰后梯次利用共同組成的V2G參與微網儲能的電動汽車電池集群，任意nΔt時刻的V2G可用容量總和為?

C_∑(nΔt)=C_B(nΔt)+C_T(nΔt)??????(10)?。