梯次利用电池的应用场景选择方法技术

本发明专利技术提供了一种梯次利用电池的应用场景选择方法。该方法包括：建立各种应用场景分别与梯次利用电池的各种状态对应的评价规则，该评价规则包括技术性、经济性和安全性三个方面的评价值区间；根据待利用的梯次利用电池的当前状态查询评价规则，得到待利用的梯次利用电池对应的评价值区间矩阵；利用评价值区间矩阵计算出待利用的梯次利用电池在不同应用场景中的适用度值，将所有的适用度值进行比较，根据比较结果确定待利用的梯次利用电池的最佳应用场景。该方法可以有效地找出梯次利用电池的最佳应用场景，为应用场景进行电池选型和为梯次利用电池的运行模式提供设计方案，以实现高效率地对梯次利用电池进行再使用。

Application scenario selection method of echelon utilization battery

【技术实现步骤摘要】
梯次利用电池的应用场景选择方法
本专利技术涉及电池使用
，尤其涉及一种梯次利用电池的应用场景选择方法。
技术介绍
为了保证电动汽车的运行安全及续航里程，当前电动汽车企业一般建议当电动汽车的动力电池容量衰减到70％-80％时，需要更换电池，此时电池仍具有较长寿命。大量的梯次利用电池如果未经妥善处置，或未在其他领域继续使用，将会导致严重的资源浪费以及环境污染问题。因此，电动汽车的梯次利用电池的应用场景适用性评价的相关研究，是亟待解决的问题。目前关于评价算法的研究在电力系统可靠性、储能配置方案等领域取得一些成果，例如采用层次分析法对储能配置方案的优劣进行排序；在层次分析法的基础上结合专家经验对重要电力用户典型供电模式进行评价；基于层次分析法-改进熵权法对综合能源系统进行综合评价；采用VIKOR方法评价高速列车运行的安全性；基于2DUL-VIKOR评价方法对不同动力电池回收模式方案进行评价并排序；采用Adaboost算法实现了电能质量复合扰动的分类和识别和对配电网断线故障的实时检测，可用于电力系统可靠性的评价；基于Adaboost改进C4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯次利用电池的应用场景选择方法，其特征在于，包括：/n建立各种应用场景分别与梯次利用电池的各种状态对应的评价规则，该评价规则包括技术性、经济性和安全性三个方面的评价值区间；/n根据待利用的梯次利用电池的当前状态查询所述评价规则，得到所述待利用的梯次利用电池对应的评价值区间矩阵；/n利用所述评价值区间矩阵计算出所述待利用的梯次利用电池在不同应用场景中的适用度值，将所有的适用度值进行比较，根据比较结果确定所述待利用的梯次利用电池的最佳应用场景。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯次利用电池的应用场景选择方法，其特征在于，包括：
建立各种应用场景分别与梯次利用电池的各种状态对应的评价规则，该评价规则包括技术性、经济性和安全性三个方面的评价值区间；
根据待利用的梯次利用电池的当前状态查询所述评价规则，得到所述待利用的梯次利用电池对应的评价值区间矩阵；
利用所述评价值区间矩阵计算出所述待利用的梯次利用电池在不同应用场景中的适用度值，将所有的适用度值进行比较，根据比较结果确定所述待利用的梯次利用电池的最佳应用场景。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的建立各种应用场景分别与梯次利用电池的各种状态对应的评价规则，该评价规则包括技术性、经济性和安全性三个方面的评价值区间，包括：
根据应用场景类型、应用场景功能和应用场景需求三个层次结构来划分各种应用场景，第一层的应用场景类型包括容量型、功率型和能量型；
根据梯次利用电池材料、梯次利用电池类型和梯次利用电池初始状态三个层次结构来划分梯次利用电池的各种状态，第一层的梯次利用电池材料包括三元锂电池、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池，第二层的梯次利用电池类型包括能量型和功率型，第三层的梯次利用电池初始状态包括能量型和功率型，第二层的梯次利用电池初始状态包括容量、内阻和剩余循环次数；
基于先验知识建立各种应用场景分别与梯次利用电池的各种状态对应的评价规则，该评价规则包括技术性、经济性和安全性三个方面的评价值区间[a,b]，a、b分别为评价值区间的左右边界，b的最高值设为10，a的最低值设为0，评价值区间的边界数值越大，代表适用程度越高。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述评价规则中的技术性的评价值区间包括：
规则类别1：梯次利用电池材料
(1)当应用场景属于容量型应用场景时：
不同材料电池的评价值区间为[0,10αEi]，其中，αEi为第i种材料电池的能量密度与最高能量密度电池的比例；
(2)当应用场景属于功率型应用场景时：
不同材料电池的评价值区间为[0,10αPi]，其中，αPi为第i种材料电池功率密度与最高功率密度电池的比例；
(3)当应用场景属于能量型应用场景时：
不同材料电池的评价值区间为[0,10(αPi+αEi)/2]。
规则类别2：梯次利用电池类型
(1)当应用场景属于容量型应用场景时：
对于能量型电池输出评价值区间[5,10]；
对于功率型电池输出评价值区间[0,5]。
(2)当应用场景属于功率型应用场景时：
对于能量型电池输出评价值区间[0,5]；
对于功率型电池输出评价值区间[5,10]。
(3)当应用场景属于能量型应用场景时：
对于能量型电池输出评价值区间[5,10]；
对于功率型电池输出评价值区间[5,10]。
规则类别3：梯次利用电池的剩余循环次数状态
(1)当应用场景属于容量型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,10/3]μi；其中，对于第i个功能的场景，不同电池的评价值区间需乘以该场景的权重μi，权重取该场景中对储能容量需求μEi和功率需求μPi的平均值，即μi＝(μEi+μPi)/2；
对于三元锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,5/3]μi；
对于钛酸锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,10]μi。
(2)当应用场景属于功率型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间SOH[0,10/2]μi；
对于三元锂电池输出评价值区间SOH[0,5/3]μi；
对于钛酸锂电池输出评价值区间SOH[0,10]μi。
(3)当应用场景属于能量型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,10/3]μi；
对于三元锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,2]μi；
对于钛酸锂电池输出评价值区间0.5SOH[0,10]μi。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述评价规则中的经济性的评价值区间包括：
规则类别4：梯次利用电池的剩余循环次数状态
(1)当应用场景属于容量型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum；其中，对于不同功能的场景，还需乘以电池剩余循环次数所影响的成本收益的权重，即电池容量购置成本、功率装机成本和提高用户可靠性收益的影响因子绝对值之和ksum；
对于三元锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum；
对于钛酸锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum。
(2)当应用场景属于功率型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum；
对于三元锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum；
对于钛酸锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum。
(3)当应用场景属于能量型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间0.5(1.01-SOH)[0,10]ksum；
对于三元锂电池输出评价值区间0.5(1.01-SOH)[0,10]ksum；
对于钛酸锂电池输出评价值区间0.5(1.01-SOH)[0,10]ksum；
规则类别5：梯次利用电池容量状态
(1)当应用场景属于容量型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2；其中，对于不同功能的场景，还需乘以电池容量所影响的成本收益的权重，即电池容量购置成本和补贴收益的影响因子之和ksum2；
对于三元锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2；
对于钛酸锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2；
(2)当应用场景属于功率型应用场景时：
对于磷酸铁锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2；
对于三元锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2；
对于钛酸锂电池输出评价值区间(1.01-SOH)[0,10]ksum2。
(3)当应用场景属于能量型应用场景时：
1)对于磷酸铁锂电池输出评价值区间0.5(1.01-SOH)[0,10]ksum2；
2)对于三元锂电池输出评价值区间0....

【专利技术属性】
技术研发人员：谢桦，李国煜，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11