退役电池梯次利用方法及系统技术方案

本发明专利技术提供退役电池梯次利用方法，包括退役电池分选、退役电池分组和退役电池组成储能系统。本发明专利技术还提供退役电池梯次利用系统，包括储能系统和用于控制所述储能系统进行充放电的能量管理单元，储能系统由若干工作电压为570～832.2V电池簇构成，所述电池簇包括并联的若干电池组；所述电池组包括串联的退役电池、PCS和监控单元。本发明专利技术通过组串分布式架构来解决退役电池的一致性问题，这种方式在流程上简化许多，不仅可以将储能电池细化管理，还可最大化的保证电池的一致性。而且能够保证整套系统的长期稳定运行，客观上也增加了梯次利用储能系统的安全性和使用寿命；同时，本发明专利技术降低了梯次利用的成本，使用推广应用。

Echelon utilization method and system of retired batteries

The invention provides a echelon utilization method of retired batteries, which comprises a retired battery sorting, a retired battery grouping and an energy storage system composed of retired batteries. The invention also provides a decommissioned battery echelon utilization system, which includes an energy storage system and an energy management unit for controlling the charging and discharging of the energy storage system. The energy storage system is composed of a number of battery clusters with a working voltage of 570-832.2v, and the battery clusters include a number of battery clusters in parallel; the battery clusters include a series decommissioned battery, PCs and a monitoring unit. The invention solves the consistency problem of retired batteries through the cluster distributed architecture, which simplifies many processes, not only can refine the management of energy storage batteries, but also can maximize the consistency of batteries. Moreover, it can ensure the long-term stable operation of the whole system, and objectively increase the safety and service life of the echelon utilization energy storage system; at the same time, the invention reduces the cost of echelon utilization and promotes the application.

【技术实现步骤摘要】
退役电池梯次利用方法及系统
本专利技术涉及电池梯次利用
，特别涉及一种退役电池梯次利用方法；同时，本专利技术还涉及一种退役电池梯次利用系统。
技术介绍
随着新能源汽车产业的蓬勃发展，尤其是近年来随着新能源汽车产量迅猛增长，退役的动力电池也日益增加。动力电池目前以锂电池为主，动力电池性能会随着充放电次数的增加而衰减，当电池容量衰减至额定容量的80％以下时，不但导致用户体验变差，而且在动力电池复杂的工况条件下还会带来安全隐患。为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和使用过程中的安全性，电动汽车的动力电池必须更换，退役的动力电池也日益增加。但是，退役下来的动力电池通常仍然剩余70％到80％的可用容量，直接报废浪费资源非常可惜，而且锂电池的回收不同于铅酸电池或铅碳电池，其回收价值不高，但回收的成本却很高。经检测，经过测试、筛选、重组等环节处理的退役动力电池，仍然有能力用于备用电源、电力储能等运行工况相对良好且对电池性能要求较低的领域，从而实现电池全寿命周期的充分利用，此即为退役电池梯次利用。目前，退役电池梯次利用主要是用于储能，退役动力电池的梯次利用可以进一步降低储能和备用电源的初期投入，增加电池使用周期，减少资源浪费，具有巨大的经济效益和环境效益。目前退役电池梯次利用的方式主要有：1)拆解为单体电池，进行二次成组使用，该方法能够实现对每支单体电池的状态评估，二次使用时可靠性高，但是根据现有生产实践，如果将退役动力电池中已经焊接成整体的电池组一一拆解到单个电芯，然后进行筛选、匹配和再次重组，整个工艺极其复杂，造成回收成本接近于购买新电池。因此，这条梯次利用技术路线并不经济；2)直接将整个电池包用于微网储能系统，该方法二次使用成本较低，但会存在有部分电池衰减较为严重，导致整个电池包的使用寿命很短；甚至，由于退役电池的电压等级、剩余容量以及材料类型的不同，退役电池不能像新电池一样直接用于储能系统，根本不能进行大规模的串并联使用。因此，如何提供一种退役电池梯次利用方法，以克服现有技术中由于退役电池不一致性引发的安全问题，同时，能够降低退役电池梯次利用的成本，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种退役电池梯次利用方法，以克服现有技术中由于退役电池不一致性引发的安全问题，同时，能够降低退役电池梯次利用的成本。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种退役电池梯次利用方法，包括下列步骤：a、退役电池分选：依据确定的电池健康状态参数SOH标准对退役电池进行分选，判断所述退役电池是否可进行梯次利用；若是，则执行步骤b；若否，则报废处理；b、退役电池分组：依据确定的退役电池分类标准对所述退役电池进行分组；c、退役电池组成储能系统：将同一组的退役电池组与PCS、监控单元串联形成基本储能单元；将若干所述基本储能单元并联形成电池簇；将若干所述电池簇并联形成功率不等的储能系统；将所述储能系统与能量管理单元通讯连接；其中，所述电池簇的工作电压为570～832.2V。进一步的，所述退役电池梯次利用方法还包括所述能量管理单元控制放电倍率为0.2C-2C，放电深度为60％-90％。进一步的，步骤a包括a1、退役电池外观分选：依据确定的退役电池的外观标准进行分选，判断其能否进入退役电池历史数据分选；a2、退役电池历史运行数据分选：获取经退役电池外观分选的退役电池的历史运行数据，依据确定的退役电池的历史运行数据标准进行分选，判断其能否进入退役电池健康状态分选；a3、基于电池核容检测装置得到退役电池当前容量值；计算退役电池健康状态参数SOH。进一步的，所述外观标准为：外观完好、电池标识清晰正确，且无破损、无变形、无污渍、无漏液。进一步的，所述历史运行数据标准为：无过充记录、无过放记录、过热状态下无充放电记录且可读取历史运行数据。进一步的，所述待检测退役电池的历史运行数据不少于10个。进一步的，所述电池健康状态参数SOH不小于65％。进一步的，步骤b中依据所述电池健康状态参数SOH对退役电池进行分组，具体为：若SOH≥80％，则退役电池为A组；若70％≤SOH＜80％，则退役电池为B组；若65％≤SOH＜70％，则退役电池为C组；若SOH＜65％，则退役电池为D组，剔除。同时，本专利技术提供了一种退役电池的梯次利用系统，以实现上述退役电池的梯次利用方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种退役电池的梯次利用系统，包括通讯连接的储能系统和用于控制所述储能系统进行充放电的能量管理单元，所述储能系统由若干工作电压为570～832.2V电池簇构成，所述电池簇包括并联的若干电池组；所述电池组包括串联的退役电池、PCS和监控单元。进一步的，所述能量管理单元控制放电倍率为0.2C-2C，放电深度为60％-90％。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术直接采用整车串联的退役电池包对退役电池进行梯次利用，不需要对电池进行拆解重新组装，避免对单体进行筛选导致的工作效率低、成本高、工作量巨大，节约了退役电池再利用的筛选成本，降低了梯次利用的成本，可广泛应用电池领域。采用本专利技术的退役电池梯次利用方法，相较于新的锂电池，其成本能够节省一半以上，适于推广。(2)本专利技术通过组串分布式架构来解决退役电池的一致性问题，将同一辆车上拆下来的一整套退役动力电池作为一个基本的储能单元电池组，与PCS、监控单元串联构成一个基本的储能单元，再相互并联构成功率不等的中大型储能系统。这种方式在流程上简化许多，不仅可以将储能电池细化管理，还可最大化的保证电池的一致性。而且能够保证整套系统的长期稳定运行，客观上也增加了梯次利用储能系统的安全性和使用寿命。(3)本专利技术通过控制放电倍率，以确保退役电池内单体电池电压的稳定；同时通过控制放电深度，以实现最高单体电池电芯的电压和最低电芯电压的电压差的稳定，增加了梯次利用储能系统的安全性，最终达到使储能系统能够长期稳定运行的目的。(4)采用本专利技术的技术方案，通过退役电池外观分选、退役电池历史运行数据分选、退役电池健康状态分选、依据确定的电池健康状态标准对退役电池进行分组，实现了快速、有效地对退役电池进行梯次利用，有利于提升退役电池的使用性能，有效保障电池的一致性和可靠性，提高电池回收的经济性和安全性；同时减少了由于退役电池的不一致性对系统的影响，提高了退役电池的使用寿命；又可以最大限度发挥退役电池的剩余价值。(5)由于本专利技术的退役电池核容检测方法不需要对其进行完整的充电和放电过程，因此不会因该充电和放电过程导致退役电池使用寿命的损耗，进一步保证退役电池进行再利用时的使用性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种退役电池梯次利用方法，其特征在于：所述退役电池梯次利用方法包括下列步骤/na、退役电池分选：依据确定的电池健康状态参数SOH标准对退役电池进行分选，判断所述退役电池是否可进行梯次利用；若是，则执行步骤b；若否，则报废处理；/nb、退役电池分组：依据确定的退役电池分类标准对所述退役电池进行分组；/nc、退役电池组成储能系统：将同一组的退役电池组与PCS、监控单元串联形成基本储能单元；将若干所述基本储能单元并联形成电池簇；将若干所述电池簇并联形成功率不等的储能系统；将所述储能系统与能量管理单元通讯连接；其中，所述电池簇的工作电压为570～832.2V。/n

【技术特征摘要】
1.一种退役电池梯次利用方法，其特征在于：所述退役电池梯次利用方法包括下列步骤
a、退役电池分选：依据确定的电池健康状态参数SOH标准对退役电池进行分选，判断所述退役电池是否可进行梯次利用；若是，则执行步骤b；若否，则报废处理；
b、退役电池分组：依据确定的退役电池分类标准对所述退役电池进行分组；
c、退役电池组成储能系统：将同一组的退役电池组与PCS、监控单元串联形成基本储能单元；将若干所述基本储能单元并联形成电池簇；将若干所述电池簇并联形成功率不等的储能系统；将所述储能系统与能量管理单元通讯连接；其中，所述电池簇的工作电压为570～832.2V。


2.根据权利要求1所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于：所述退役电池梯次利用方法还包括所述能量管理单元控制放电倍率为0.2C-2C，放电深度为60％-90％。


3.根据权利要求1所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于：步骤a包括
a1、退役电池外观分选：依据确定的退役电池的外观标准进行分选，判断其能否进入退役电池历史数据分选；
a2、退役电池历史运行数据分选：获取经退役电池外观分选的退役电池的历史运行数据，依据确定的退役电池的历史运行数据标准进行分选，判断其能否进入退役电池健康状态分选；
a3、基于电池核容检测装置得到退役电池当前容量值；计算退役电池健康状态参数SOH。


4.根据权利要求3所述的退役电池梯次利用方法，其特征在于：所述外观标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，王媛媛，胡举爽，贺子洋，王笑乾，王晓鲁，于世超，孔江涛，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司，石家庄科林电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13