考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法技术

本发明专利技术公开了属于电力系统领域的一种考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法，在考虑充电速率和环境温度的情况下，实时评估磷酸铁锂电池寿命损耗，包括进行磷酸铁锂电池循环寿命实验、确定磷酸铁锂电池的AH总量、确定某周期内磷酸铁锂电池的充电量、确定某周期内磷酸铁锂电池的充电量及确定磷酸铁锂电池的寿命损耗等步骤，本磷酸铁锂电池寿命损耗评估方法不需要一次性得到整个循环周期磷酸铁锂电池的充电电流I变化曲线和工作环境温度T变化曲线，在考虑充电速率和环境温度影响的同时，根据锂电池每一次充放电过程在线进行磷酸铁锂电池寿命损耗计算。该方法基本结构明确、计算速度快，满足了磷酸铁锂电池寿命损耗评估的实时性要求。

Life Loss Assessment Method of Lithium Batteries Considering Charging Rate and Environmental Temperature

The invention discloses a method for evaluating the life loss of lithium-iron phosphate batteries in the field of power system, which takes charge rate and environmental temperature into account. The method can evaluate the life loss of lithium-iron phosphate batteries in real time, including conducting the cycle life experiment of lithium-iron phosphate batteries, determining the total AH of lithium-iron phosphate batteries, and determining the lithium-iron phosphate batteries in a certain cycle. This method does not need to obtain the charging current I curve and the working environment temperature T curve of lithium iron phosphate battery in the whole cycle at one time. Considering the influence of charging rate and environmental temperature, it is based on lithium iron phosphate battery. The life loss of lithium iron phosphate batteries is calculated online during each charging and discharging process. The basic structure of the method is clear and the calculation speed is fast, which meets the real-time requirement of life loss assessment of lithium iron phosphate batteries.

【技术实现步骤摘要】
考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法
本专利技术属于电力系统领域，特别涉及一种考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法。
技术介绍
由于自然资源的固有特性，以风电和光伏发电为代表的可再生资源发电普遍具有随机波动和不可预测的特性。这两个特性给可再生资源发电并网带来了极大的挑战。储能技术的应用可以有效地缓解可再生资源发电的随机波动和不可预测性，从而实现可再生资源发电的大规模并网，代替部分常规发电机组承担一定基本负荷。储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能及各种电池储能等。其中，电池储能不受地形、气候等影响，也不需要专门设备，更适合在可再生资源发电中应用。各类电池中，磷酸铁锂电池具有高功率密度、长循环寿命和无记忆等优点，且具有良好的热稳定和化学稳定性，尤其适合于大容量高功率储能场合应用。在可再生能源发电消纳、智能电网规划设计、优化协调控制中，定量的储能寿命损耗评估是考虑储能寿命成本和进行可靠性分析的关键技术。磷酸铁锂电池寿命的损耗与充电速率、充电次数、充电深度、环境温度、电解液集中度、电解液浓度、高频扩散等因素相关，考虑所有相关因素的寿命预测模型的建立是非常困难的，而且计算速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法，其特征在于，在考虑充电速率和环境温度的情况下，实时评估磷酸铁锂电池寿命损耗包括如下步骤：1).进行磷酸铁锂电池循环寿命实验随机抽取10个同型号的磷酸铁锂电池样本，放电深度DoD在1‑100％范围内等间隔取10个DoD进行循环寿命CtF实验，环境温度T设定为20℃，充电电流I取0.2C，循环寿命CtF的单位为次，从而得到磷酸铁锂电池循环寿命CtFi与放电深度DoDi的对应关系，i为1，2，…..10；其中，CtF1‑CtF10分别为磷酸铁锂电池样本相应放电深度下的测试值，与磷酸铁锂电池规格和类型密切相关；2).确定磷酸铁锂电池的AH总量(A...

【技术特征摘要】
1.一种考虑充电速率和环境温度的锂电池寿命损耗评估方法，其特征在于，在考虑充电速率和环境温度的情况下，实时评估磷酸铁锂电池寿命损耗包括如下步骤：1).进行磷酸铁锂电池循环寿命实验随机抽取10个同型号的磷酸铁锂电池样本，放电深度DoD在1-100％范围内等间隔取10个DoD进行循环寿命CtF实验，环境温度T设定为20℃，充电电流I取0.2C，循环寿命CtF的单位为次，从而得到磷酸铁锂电池循环寿命CtFi与放电深度DoDi的对应关系，i为1，2，…..10；其中，CtF1-CtF10分别为磷酸铁锂电池样本相应放电深度下的测试值，与磷酸铁锂电池规格和类型密切相关；2).确定磷酸铁锂电池的AH总量(AHT)基于理论研究和实验表明，不同放电深度下，磷酸铁锂电池的AHT基本保持不变，因此，采用不同放电深度下AHT的平均值作为磷酸铁锂电池的AH总量，AHT的单位为A·h，计算公式如下：其中，Enom为额定电池容量，单位为A·h；i＝1,2,…,10；DoDi为10％*i的放电深度；CtFi为DoDi对应的循环寿命,单位为次；磷酸铁锂电池的AH总量只需计算一次，如果规格型号、电池类型等不变，该值一旦确定，可以一直采用，直到磷酸铁锂电池报废；3).确定某周期内磷酸铁锂电池的充电量从磷酸铁锂电池开始投入实际工程应用开始，以24h为循环周期，确定每一周期内磷酸铁锂电池的充电量；4).确定磷酸铁锂电池的总充电量从磷酸铁锂电池开始投入实际工程应用开始，将所有循环周期内磷酸铁锂电池的充电量相加，得到磷酸铁锂电池的总充电量，记为SoC+total，计算公式如下：其中，k为循环周期数，k＝1,2,…,K；K为截至计算时的循环周期数；SoC+k为第k次循环周期的磷酸铁锂电池充电量；从磷酸铁锂电池开始投入实际工程应用开始，将所有循环周期内磷酸铁锂电池的放电量相加，得到磷酸铁锂电池的总放电量，记为SoC-total，计算公式如下：其中，k为循环周期数，k＝1,2,…,K；K为截至计算时的循环周期数；SoC-k为第k次循环周期的磷酸铁锂电池放电量；5).确定磷酸铁锂电池的寿命损耗(LossofLifetime，LoL)当磷酸铁锂电池初始运行时的荷电状态SoC与磷酸铁锂电池运行结束时的荷电状态SoC大小相等时，磷酸铁锂电池的总放电量SoC-total等于总充电量...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，王宁，苏海锋，牛胜锁，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13