[發(fā)明專利]一種電動汽車退役電池組等效模型建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010638273.4
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111856285B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡姝博;孫輝;高正男;劉新宇;張亮;孫寶碩;楊帆;周通;范軒軒;王譽穎;周瑋;顧宏
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396;B60L58/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種電動汽車退役電池組等效模型建模方法，屬于電力系統(tǒng)中電池儲能領(lǐng)域。首先，提出適用于電網(wǎng)運行的退役電池單體等效電路模型。其次，分析退役電池放電過程各階段特點及相應(yīng)的影響因素。再次，提出退役電池單體等效模型。再次，針對退役電池組，基于信息熵計算串聯(lián)支路電池間的一致性，修正退役電池組等效電動勢模型及等效內(nèi)阻模型。最后，得到考慮一致性的電動汽車退役電池組等效模型。本發(fā)明針對電動汽車退役電池組再利用參與電網(wǎng)運行問題提出退役電池組的等效模型，計及退役電池的串聯(lián)支路單體電池間的差異，基于退役電池間的一致性對等效模型進行修正，保證應(yīng)用于電力系統(tǒng)的等效模型的可行性和準確性，充分發(fā)揮其剩余價值，提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中電池儲能應(yīng)用領(lǐng)域。涉及到退役電池組在電力系統(tǒng)運行中的相關(guān)理論，特別涉及到一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電動汽車退役電池組等效模型建模方法。

背景技術(shù)

隨著能源短缺和環(huán)境污染問題日趨嚴峻，傳統(tǒng)機動車輛因其污染物排放飽受詬病，而電動汽車以其環(huán)保等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。電動汽車電池在使用中，最大容量會逐漸減小，為了保證電動汽車續(xù)駛里程和安全，當電池容量剩余80％時，電池必須退出運行。退役下來的電池可以應(yīng)用在對能量密度不高的場景，從而提高資源使用效率。近年來，我國大力推廣電動汽車，電動汽車規(guī)模增速顯著。電動汽車的大量推廣帶來大規(guī)模的退役電池。

儲能技術(shù)的發(fā)展給電力系統(tǒng)帶來很多機遇，其在電力系統(tǒng)領(lǐng)域更是發(fā)揮著重要作用。電池儲能技術(shù)的應(yīng)用極大地增強了電網(wǎng)的主動調(diào)控能力，提高了能源利用效率。將電動汽車退役電池應(yīng)用在電網(wǎng)儲能系統(tǒng)中，既可以實現(xiàn)電池的高效利用，降低電動汽車成本，防止環(huán)境污染，又可以促進電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的發(fā)展，降低儲能系統(tǒng)的投資，兼顧了各方利益。隨著電動汽車數(shù)量的增加，高效合理利用退役電池具有巨大的社會經(jīng)濟效益。研究退役電池在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用具有重要意義。

國外學(xué)者針對退役電池再利用進行了許多研究。文獻(Viswanathan V,Kintner-Meyer M.Second use of transportation batteries:Maximizing the value ofbatteries for transportation and grid services[J].IEEE Transactions onvehicular technology,2011,60(7):2963-2970.)評估了電動汽車退役電池在電力系統(tǒng)中再利用的可行性，分析了電池的循環(huán)壽命、充放電深度、健康狀態(tài)等影響退役電池再利用經(jīng)濟效益的重要因素，為汽車行業(yè)最大化利用電動汽車電池提供了有益的觀點。文獻(劉堅.電動汽車退役電池儲能應(yīng)用潛力及成本分析[J].儲能科學(xué)與技術(shù),2017,6(2):243-249.)評估了電動汽車退役電池應(yīng)用于電力系統(tǒng)儲能的潛力，文章指出隨著電動汽車的推廣，退役電池的儲能容量將達到電池儲能容量的15％左右，擁有巨大的儲能潛力。文獻(張金國，焦東升，王小君，朱潔，和敬涵，鞏超.基于梯級利用電池的儲能系統(tǒng)經(jīng)濟運行分析[D].北京：北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，2014.)將退役電池用于電動汽車快速充電站，分析了退役電池用于儲能系統(tǒng)可延緩配電網(wǎng)升級改造，降低網(wǎng)損，削峰填谷等經(jīng)濟價值，通過遺傳算法對模型進行優(yōu)化，結(jié)果表明在電動汽車快速充電站梯次利用電池儲能可以降低變壓器的容量，實現(xiàn)削峰填谷，具備較好的經(jīng)濟效益。

電池模型是研究電池性能的有效手段，也是電池組應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的重要途徑。電池常用的模型包括：電化學(xué)模型，等效電路模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。鋰電池常用的等效電路模型包括：內(nèi)阻抗模型，Thevenin模型，PNGV模型，GNL模型，混合等效模型及由上述模型改進而來的模型。綜上所述，電動汽車退役電池具有重組再利用的價值，如何建立適用于電力系統(tǒng)的退役電池組等效模型具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電動汽車退役電池組等效模型建模方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種電動汽車退役電池組等效模型建模方法，包括以下步驟：