一种电化学储能电池容量衰减确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种电化学储能电池容量衰减确定方法，包括：S1，基于电池基本参数和老化条件建立第一损耗模型，并基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数；其中所述第一损耗模型与电池的容量损失第一机制对应；S2，基于电池的负极位置以及周期容量损失率建立第二损耗模型，并基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数；其中所述第二损耗模型与电池的容量损失第二机制对应；S3，基于第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小确定电池的实际容量损失系数，包括：比较第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小，将较大的电池容量损失系数作为电池的实际容量损失系数。还公开了对应系统、电子设备及计算机可读存储介质。读存储介质。读存储介质。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学储能电池容量衰减确定方法及系统


[0001]本专利技术属于发电厂储能电池系统设计和运维
，尤其涉及一种电化学储能电池容量衰减确定方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来以磷酸铁锂为代表的电化学储能电池广泛用于电源、电网、电力消费等各个领域。以锂离子电池为代表的电化学储能电池随着时间的推移、温度的变化和充放电次数和深度，其容量会发生变化。对于储能电站而言，电池容量的变化对于电站的运维具有重要意义，准确预估电池容量有利于电站运维时选择正确的充放电策略。
[0003]目前，对于电厂储能电池容量衰减一般通过对不同放电深度、不同循环次数下的电池衰减情况进行差值得到，确定方式不科学从而无法获得真实的电化学储能电池容量衰减数值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电化学储能电池容量衰减确定方法及系统，通过考虑电池的容量损失系数的两种机制，将两种机制带来的损失中的较大者决定了电池的实际容量损失系数，从而更加科学准确的获得电化学储能电池容量衰减数值。
[0005]本专利技术一方面提供了一种电化学储能电池容量衰减确定方法，包括：
[0006]S1，基于电池基本参数和老化条件建立第一损耗模型，并基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数；其中所述第一损耗模型与电池的容量损失第一机制对应；
[0007]S2，基于电池的负极位置以及周期容量损失率建立第二损耗模型，并基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数；其中所述第二损耗模型与电池的容量损失第二机制对应；/>[0008]S3，基于第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小确定电池的实际容量损失系数，包括：比较第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小，将较大的电池容量损失系数作为电池的实际容量损失系数。
[0009]优选的，所述S1中的第一损耗模型以及基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数为：
[0010]ε1＝max(1
‑
d0[b0‑
b1t
0.5
‑
b2N
‑
b3(1
‑
exp(
‑
t/τ
b3
))]/Q
nom
,0)(1)
[0011]在此损耗模型中，d0表示温度依赖性的电池初始容量系数；b1，b2和b3取决于电池老化条件；b1t
0.5
表示正极的锂离子在碳基负极材料表面沉积形成的钝化膜(SEI)随着日期时间的生长值；b2N表示周期性损失，b3(1
‑
exp(
‑
t/τ
b3
))表示电池寿命初期(BOL)的磨合机制模型；τ
b3
＝5。
[0012]优选的，所述基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数包括：
[0013][0014][0015][0016][0017]公式(2)中T
RPT
(t)表示电池t时刻的温度，其他的参数使用高斯牛顿法拟合方法进行拟合；包括：
[0018](1)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合老化50天后的数据；
[0019](2)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合中等程度的循环条件下的数据；
[0020](3)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合前50天的数据。
[0021]公式(2)
‑
(5)中常用的参考常数中，参考温度T
ref
＝298.15K，参考压力V
ref
＝3.7V，U
‑
,ref
＝0.08V，法拉第常数F＝96485A s mol
‑1，通用气体常数R
ug
＝8.314J K
‑1mol
‑1。
[0022]优选的，所述S2的第二损耗模型以及基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数为：
[0023][0024]式(6)中，系数c0表示初始负极位置；每个周期的容量损失率c2取决于温度、放电深度(DOD)和充放电倍率。
[0025]优选的，所述基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数包括：
[0026][0027][0028]持续0摄氏度和23摄氏度超过170天的数据用于拟合负电极位置损失模型。
[0029]优选的，针对不同类型电池，利用不同放电深度、不同循环次数下的电池衰减测试数据，通过最小二乘法或高斯牛顿法等拟合方法求解公式(1)
‑
(8)中的相关系数。
[0030]本专利技术的第二方面提供一种电化学储能电池容量衰减确定系统，包括：
[0031]第一模型和计算模块，基于电池基本参数和老化条件建立第一损耗模型，并基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数；其中所述第一损耗模型与电池的容量损失第一
机制对应；
[0032]第二模型和计算模块，基于电池的负极位置以及周期容量损失率建立第二损耗模型，并基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数；其中所述第二损耗模型与电池的容量损失第二机制对应；
[0033]比较及确定模块，基于第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小确定电池的实际容量损失系数。
[0034]本专利技术的第三方面用于提供一种电化学储能电池，包括第二方面所述的系统。
[0035]本专利技术的第四方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有多条指令，所述处理器用于读取所述指令并执行如第一方面所述的方法。
[0036]本专利技术的第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行如第一方面所述的方法。
[0037]本专利技术提供的方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，具有如下有益的技术效果：
[0038]通过分析电池的容量损失系数存在两种机制(称之为第一机制和第二机制)，将两种机制带来的损失中的较大者决定了电池的实际容量损失系数，从而更加科学准确的获得电化学储能电池容量衰减数值。
附图说明
[0039]图1为根据本专利技术优选实施例示出的方法的流程图；
[0040]图2为根据本专利技术优选实施例示出的系统结构示意图；
[0041]图3为本专利技术提供的电子设备一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0043]实施例一
[0044]参见图1，一种电化学储能电池容量衰减确定方法，包括：
[0045]S1，基于电池基本参数和老化条件建立第一损耗模型，并基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数；其中所述第一损耗模型与电池的容量损失第一机制对应；
[0046]S2，基于电池的负极位置以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学储能电池容量衰减确定方法，其特征在于，包括：S1，基于电池基本参数和老化条件建立第一损耗模型，并基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数；其中所述第一损耗模型与电池的容量损失第一机制对应；S2，基于电池的负极位置以及周期容量损失率建立第二损耗模型，并基于第二损耗模型计算第二电池容量损失系数；其中所述第二损耗模型与电池的容量损失第二机制对应；S3，基于第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小确定电池的实际容量损失系数，包括：比较第一电池容量损失系数和第二电池容量损失系数的大小，将较大的电池容量损失系数作为电池的实际容量损失系数。2.根据权利要求1所述的一种电化学储能电池容量衰减确定方法，其特征在于，所述S1中的第一损耗模型以及基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数为：ε1＝max(1
‑
d0[b0‑
b1t
0.5
‑
b2N
‑
b3(1
‑
exp(
‑
t/τ
b3
))]/Q
nom
,0)(1)在此损耗模型中，d0表示温度依赖性的电池初始容量系数；b1，b2和b3取决于电池老化条件；b1t
0.5
表示正极的锂离子在碳基负极材料表面沉积形成的钝化膜(SEI)随着日期时间的生长值；b2N表示周期性损失，b3(1
‑
exp(
‑
t/τ
b3
))表示电池寿命初期(BOL)的磨合机制模型；τ
b3
＝5。3.根据权利要求2所述的一种电化学储能电池容量衰减确定方法，其特征在于，所述基于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数包括：于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数包括：于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数包括：于第一损耗模型计算第一电池容量损失系数包括：公式(2)中T
RPT
(t)表示电池t时刻的温度，其他的参数使用高斯牛顿法拟合方法进行拟合；包括：(1)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合老化50天后的数据；(2)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合中等程度的循环条件下的数据；(3)使用模型y＝y0‑
b1t
1/2
拟合前50天的数据。公式(2)
‑
(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋寅，郭婷婷，曹蕃，李同辉，吕训邦，焦洋，马康，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：