考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法技术

本发明专利技术公开了考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，包括：确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值；构建电池不一致性与老化共同演化过程仿真器，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟，获得仿真结果，得到模拟后的储能电池的电池特性参数及环境参数；针对仿真结束后的电池组进行可用性评估，判断电池组是否满足应用场景储能需求；根据电池组进行可用性评估结果对储能电池组的分选参数偏差范围反馈调整。本发明专利技术实现密切结合电池应用场景充放电特征的电池个性化定制分选，提高退役动力电池再利用分选科学性和配组成功率。

Battery sorting parameter determination method considering the co evolution of battery inconsistency and aging

The invention discloses a battery sorting parameter determination method considering the co-evolution of battery inconsistency and aging, which is characterized by: determining the initial value of sorting parameter deviation range of energy storage battery pack; constructing a simulator for the co-evolution process of battery inconsistency and aging, and using the simulator to simulate the energy storage battery; The simulation results are obtained to obtain the battery characteristic parameters and environmental parameters of the simulated energy storage battery; the availability of the battery pack after the simulation is evaluated to determine whether the battery pack meets the energy storage requirements of the application scenario; and the deviation range of the sorting parameters of the energy storage battery pack is feedback adjusted according to the availability evaluation results of the battery pack. Whole. The invention realizes customized sorting of batteries closely combined with charging and discharging characteristics of batteries application scenes, and improves the reuse sorting scientificity and composition power of retired power batteries.

【技术实现步骤摘要】
考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法
本专利技术涉及电池分选成组
，特别是涉及考虑电池不一致与老化共同演化过程的电池分选参数的确定，适用于为退役动力电池分选提供科学合理的分选参数。
技术介绍
随着化石能源的逐渐枯竭和人类对环境问题的日益关注，清洁的可再生能源发电迅速扩大，新一轮的能源变革逐步推进。然而，可再生能源具有波动性和随机性的固有特征，给电网的安全、稳定、经济运行提出了诸多挑战。储能技术是应对上述挑战的有效手段，构建大规模经济性储能系统是意义重大的研究课题。除抽水蓄能外，电池储能是现阶段最具备工程应用前景的储能技术，但基于新电池的电池储能成本仍然较高，基于退役动力电池构建低成本电网储能系统逐步成为重点研发方向。然而，基于退役动力电池构建大规模储能系统必须解决退役电池的分选和成组问题。为解决上述问题，部分专利技术专利公开了退役动力电池的梯次利用分选分级方法。现有技术中，申请号为CN201110410608.8提供了一种电动汽车动力电池梯次利用的分级方法，所述分级方法包括如下步骤：(1)对梯次利用动力电池进行外特性分析，判断动力电池是否可以进行梯次利用；(2)对于能梯次利用的电池，根据其外特性参数进行初步分级，然后对每一级别的电池进行抽样内特性分析；(3)在内外特性分析的基础上，建立内外特性参数之间的关联关系，并对电池的健康状态进行评估；(4)将电池健康状态评估结果与电池的使用条件相结合，对梯次利用动力电池进行分级。申请号为CN201310261893.0公开一种废旧动力电池梯次利用筛选方法，所述方法步骤为：(1)对废旧动力电池组进行充电，使其荷电状态SOC为15－80％；(2)检测每一只单体电池的开路电压及内阻；(3)将上述废旧动力电池单体并联，直至其开路电压基本相同，与并联前单体电池的开路电压对比，并记录电压升降情况；然后将废旧单体电池及标准单体电池在温度为30－55℃条件下搁置3～7天或者室温下搁置10－30天，检测其开路电压及内阻；(4)对比废旧动力电池单体外观、开路电压、内阻、电压降及健康状态，对废旧动力电池单体进行分级，同一级的电池组与储能电网配合使用。申请号为CN201310389331.4公开了一种动力电池梯次利用的分析方法，包括以下步骤：S1，将待分析的动力电池进行评估以获得有梯次利用价值的动力电池；S2，测试所述有梯次利用价值的动力电池的静态特性参数和动态特性参数，并根据所述静态特性参数和动态特性参数分别从容量和功率角度对所述有梯次利用价值的动力电池进行梯次筛选；S3，对梯次筛选后的动力电池分级使用。申请号为CN201310030876.6公开了一种电动汽车用动力电池的余能梯次利用方法，包括以下步骤：(1)拆解废弃动力电池组；(2)将无外观损坏的电池单体进行性能检测，筛选出可直接使用的电池单体直接进入步骤(5)，筛选出可修复再用的电池单体，进入步骤(3)处理；筛选出不可修复的电池单体作报废处理；(3)修复可修复再用的电池单体；(4)对已修复的电池单体进行性能检测，筛选出额定电压与实际电压之差不大于0.02V且实际容量不低于标称容量的70％的电池单体，进行下一步骤处理，而已修复但性能不达标的电池单体作报废处理；(5)重组成电池组；(6)装配得新的动力电池组。申请号为CN201410433190.6提出了基于电池SOH(即电池健康状态，StateofHealth)、电池内阻、隔膜穿刺强度下降率、隔膜孔隙率和二次循环寿命的可用性评估指标，并给出退役动力单体锂电池可用性核心参量指标数值：如电池SOH不小于60％、内阻值应不大于5mΩ、隔膜穿刺强度下降率不大于18％、隔膜孔隙率要求不小于30％。上述工作基本形成了退役动力电池分选与再成组的基本流程，给出了评估电池可用性的多种指标和方法，其分选方法的共同核心部分为：测量退役动力电池单体的静态和/或动态特性参数(如容量、内阻、开路电压、充放电特性曲线)，指定分选参数应满足的偏差范围，根据电池特性参数所处范围的不同分成不同组，装配得到新电池组。然而，现有方法没有给出分选参数偏差范围的具体数值及其确定方法，人为设定分选参数偏差范围(如±1％、±5％)则会使现有分选方法存在显著主观性且缺乏科学依据。电池分选的主要目的是使归为同一组中的电池单体之间不一致程度满足要求，消除或减小电池不一致性导致的电池老化和电池组整体性能的下降。由于退役动力电池已经过3～5年的使用，分散性大大增加，沿用原有新电池的分选参数偏差范围会导致成组率、可用性下降的问题。而且，动力电池不同梯次利用场景对电池组的性能要求及所用的充放电策略不同，客观上需要提出一种结合退役电池再利用场景特征的分选参数偏差范围确定方法，实现电池分选的个性化定制。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑电池不一致性与老化共同演化过程的电池分选参数确定方法，该方法结合退役电池再利用场景特征制定分选参数偏差范围，实现电池分选的个性化定制。考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，包括：确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值；构建电池不一致性与老化共同演化过程仿真器，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟，获得仿真结果，得到模拟后的储能电池的电池特性参数及环境参数；针对仿真结束后的电池组进行可用性评估，判断电池组是否满足应用场景储能需求；根据电池组进行可用性评估结果对储能电池组的分选参数偏差范围反馈调整。进一步优选的技术方案，在确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值时，需要确定以下因素：储能电池组具体应用场景、该应用场景下的环境参数、电池组连接方式、电池充放电规律和对储能电池组的要求；根据上述储能电池组具体应用场景需求，结合待分选储能电池分散程度确定参数偏差范围初始值。进一步优选的技术方案，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟的具体步骤为：A：根据储能电池组的分选参数偏差范围及环境参数分布特征，结合概率分布规律，通过蒙特卡罗抽样得到各个电池单体特性参数及环境参数数值；B：根据各电池单体特性单体参数和运行环境参数，结合应用场景要求的电池连接方式、充放电策略和电池单体充放电模型，模拟仿真步长时段内电池单体充放电过程；C：根据电池单体的充放电电流、运行环境参数，结合电池老化模型、热传递模型计算经过一个仿真步长后的电池特性参数及环境温度；D：判断检测仿真次数是否达到设定的充放电循环次数，如是则进入电池组可用性评估步骤，否则转至步骤B；进一步优选的技术方案，电池组可用性评估步骤具体为：基于各个电池单体特性参数和电池组连接方式，计算电池组整体性能指标。进一步优选的技术方案，电池单体特性单体参数包括但不限于电池单体容量、电池单体内阻、电池单体SOC，电池单体运行环境参数包括但不限于电池所处环境的温度。进一步优选的技术方案，所述电池组整体性能指标包括但不限于电池组可用容量、电池组充放电效率、电池组整体内阻。进一步优选的技术方案，计算电池组整体性能指标之后，对储能电池组的分选参数偏差范围反馈调整，具体为：a：判断电池组是否满足应用场景储能需求，若是则进入步骤b，否则转至步骤c；b：判断性能指标偏差是否小于设定值，若是则进入步骤d，否则转至步骤e；c：根据电池组性能指标偏离程度减小分选参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，包括：确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值；构建电池不一致性与老化共同演化过程仿真器，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟，获得仿真结果，得到模拟后的储能电池的电池特性参数及环境参数；针对仿真结束后的电池组进行可用性评估，判断电池组是否满足应用场景储能需求；根据电池组进行可用性评估结果对储能电池组的分选参数偏差范围反馈调整。

【技术特征摘要】
1.考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，包括：确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值；构建电池不一致性与老化共同演化过程仿真器，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟，获得仿真结果，得到模拟后的储能电池的电池特性参数及环境参数；针对仿真结束后的电池组进行可用性评估，判断电池组是否满足应用场景储能需求；根据电池组进行可用性评估结果对储能电池组的分选参数偏差范围反馈调整。2.如权利要求1所述的考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，在确定储能电池组的分选参数偏差范围初始值时，需要确定以下因素：储能电池组具体应用场景、该应用场景下的环境参数、电池组连接方式、电池充放电规律和对储能电池组的要求。3.如权利要求2所述的考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，根据上述储能电池组具体应用场景需求，结合待分选储能电池分散程度确定参数偏差范围初始值。4.如权利要求1所述的考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，利用该仿真器对储能电池进行仿真模拟的具体步骤为：A：根据储能电池组的分选参数偏差范围及环境参数分布特征，结合概率分布规律，通过蒙特卡罗抽样得到各个电池单体特性参数及环境参数数值；B：根据各电池单体特性单体参数和运行环境参数，结合应用场景要求的电池连接方式、充放电策略和电池单体充放电模型，模拟仿真步长时段内电池单体充放电过程；C：根据电池单体的充放电电流、运行环境参数，结合电池老化模型、热传递模型计算经过一个仿真步长后的电池特性参数及环境温度；D：判断检测仿真次数是否达到设定的充放电循环次数，如是则进入电池组可用性评估步骤，否则转至步骤B。5.如权利要求4所述的考虑电池不一致与老化共同演化的电池分选参数确定方法，其特征是，电池组可用性评估步骤具体为：基于各个电池单体特性参数和电池组连接方式，计算电池组整体性能指标。6.如权利要求4所述的考虑电池不一致...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，崔伟，谷鸣，李伟，胡俊鹏，张恒旭，施啸寒，孙伟，宋士瞻，王传勇，张晓磊，韩蓬，张健，代二刚，杨凤文，康文文，李森，张帅，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司枣庄供电公司，国网山东省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37