[發明專利]低溫下電池儲能系統高效率工作方法

有效

• 申請號: 202110463244.3
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN112883596B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 丁昊暉;胡秦然;全相軍;竇曉波;吳在軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01M10/052;H01M10/44;G06F119/06;G06F119/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種低溫下電池儲能系統的高效率工作方法，其特征在于，建立多種電池構成的儲能系統框架，以各類電池優勢互補為基礎構建儲能系統優化模型，使用求解器求解該優化模型，得到在低溫下由多種電池構成的電池儲能系統的最優調度方案；

其中，儲能系統由鈦酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、加熱設備組成，先用鈦酸鋰電池給加熱設備充電，提高儲能倉內溫度，待溫度達到一定范圍時，再由磷酸鐵鋰電池執行充放電工作；構建優化模型如下所示：

其中，是磷酸鐵鋰電池向外輸出的功率，是鈦酸鋰電池向外輸出的功率，電系統的平衡模型如下(a1)至(a10)所示：

式中是磷酸鐵鋰電池內部消耗的電能，η^ES1(T_t)是磷酸鐵鋰電池輸出效率，是磷酸鐵鋰電池輸出的總電能；是磷酸鐵鋰電池輸送給加熱設備的功率；是鈦酸鋰電池內部消耗的電能，η^ES2(T_t)是鈦酸鋰電池輸出效率，是鈦酸鋰電池輸出的總電能；是鈦酸鋰電池輸送給加熱設備的功率；

式(a1)(a2)中電池組的效率受溫度影響，如式(a5)-(a6)所示：

其中，Tⁱⁿ是儲能倉內溫度，是擬合系數，此外，兩組電池消耗的總電能不能超過其存儲的最大電能和兩組電池發出的功率不能超過其最大功率和即：

熱平衡模型如下(a11)至(a14)所示：

式(a11)表示倉體內增加的熱量之和等于熱電容C乘以倉體內溫度的改變量，Q^ES1表示磷酸鐵鋰電池發出的熱量、Q^ES2表示鈦酸鋰電池發出的熱量、Q^AC表示加熱器發出的熱量，T^out為倉體外的溫度，Tⁱⁿ為倉體內溫度，R為熱電阻；

兩塊電池發出的熱量和倉體內的溫度線性相關，電池放出熱量和溫度的關系如下：

加熱器發出的熱量Q^AC正比于其電壓電流的乘積，也即正比于加熱器消耗的電能L^AC，

式中，都是擬合系數。

2.如權利要求1所述的一種低溫下電池儲能系統的高效率工作方法，其特征在于：電池采用脈沖式的放電方法。

3.如權利要求1所述的一種低溫下電池儲能系統的高效率工作方法，其特征在于：在放電過程即將結束的時候，停止向加熱設備供電。

4.如權利要求1所述的一種低溫下電池儲能系統的高效率工作方法，其特征在于：在放電過程中，通過調節加熱設備消耗的功率和電池自身輸出功率，在考慮制熱耗電的同時，把儲能倉內溫度控制在合適電池工作的程度，從而使電池輸出效率最高。