一种梯次利用动力电池重组方法、系统、设备和存储介质技术方案

一种梯次利用动力电池重组方法、系统、设备和存储介质，检测动力电池的容量保持率、内阻增加率或开路电压；选择容量保持率、内阻增加率或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。本发明专利技术既可以满足不同场景下的应用需求，还可以最大程度的利用退役动力电池，从而提升动力电池梯次利用的经济性。本发明专利技术所采用的方法在工程实施中都比较容易实现，具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种梯次利用动力电池重组方法、系统、设备和存储介质
本专利技术属于电动汽车和储能
，具体涉及一种梯次利用动力电池重组方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
近年来，我国电动汽车产业快速发展，截止到2020年6月份，我国电动汽车保有量超过410万辆。目前，电动汽车主要以锂离子动力电池作为动力来源，在车辆使用过程中，动力电池的性能不断衰退，并且电池之间的性能差异越越来越大，当其不能满足电动汽车的使用要求时，就要从车上退役下来。随着我国汽车的快速发展，动力电池的退役量也将快速增加，2020年动力电池退役量将超过20GWh，2025年接近100GWh。在退役的动力电池中，很多还具有较高的剩余能量，这些电池经过重新的筛选重组，可应用于对性能要求较低的场合，实现动力电池的梯次利用。与新电池相比，动力电池在退役时电池间的性能差异显著增大，一致性明显变差，因此，在梯次利用之前通常需要对其进行重新的组合，以确保在梯次利用过程中有较好的性能一致性。传统的方法仍然是按照新电池的方法，针对电池的容量、开路电压、内阻等参数，设置一定的参数阈值，对于在一定偏差范围内的电池组合到一起；但由于退役动力电池之间的参数差异相比新电池已经明显增大，采用传统的新电池重组标准会导致退役动力电池大部分被淘汰，梯次利用率过低；同时退役动力电池的梯次利用存在多种的潜在应用场景，每个场景下的使用工况相差很大，对梯次利用电池之间的性能差异要求也不尽相同，
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种梯次利用动力电池重组方法、系统、设备和存储介质。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种梯次利用动力电池重组方法，检测动力电池的容量保持率、内阻增加率和/或开路电压；选择容量保持率、内阻增加率和/或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。本专利技术进一步的改进在于，容量保持率通过下式计算：CR＝Q/Qr*100％(1)式中，CR为容量保持率，Q为放电后容量，Qr为额定容量。本专利技术进一步的改进在于，放电后容量通过以下过程得到：依据额定容量Qr和充放电电压范围，以额定容量的0.3-0.5C倍率将梯次利用动力电池恒流充电至上限电压，静置120min，测量开路内阻R，然后以0.3-0.5C倍率将梯次利用动力电池恒流放电至下限电压，得到放电后容量。本专利技术进一步的改进在于，内阻增加率通过下式计算：RIR＝(R-R0)/R0*100％(2)式中，RIR为内阻增加率，R为开路内阻，R0为初始电阻。本专利技术进一步的改进在于，开路内阻通过以下过程得到：以额定容量的0.3-0.5C倍率将电池恒流充电至上限电压，静置120min，测得开路内阻。本专利技术进一步的改进在于，使用条件包括每年的充放电次数、电池使用的环境温度、充放电倍率与每次充放电的深度。本专利技术进一步的改进在于，重组标准包括容量保持率、容量极差、OCV2极差、内阻增加率与内阻极差。一种梯次利用动力电池重组系统，包括检测模块，用于检测动力电池的容量保持率、内阻增加率和/或开路电压；选择模块，用于选择容量保持率、内阻增加率和/或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；重组模块，用于根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的梯次利用动力电池重组方法。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计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行上述的梯次利用动力电池重组方法。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术依据梯次利用动力电池容量保持率、内阻增加率或开路电压的检测结果，判断是否具有梯次利用价值；对于不具有梯次利用价值的电池，存在较高的安全隐患，不进行梯次利用，本专利技术在确保梯次利用电池安全可靠性的基础上，提高了退役动力电池的利用率；对于具有梯次利用价值的电池，根据使用条件，以容量保持率、容量极差、开路电压差、内阻增加率和内阻极差为参量进行重组，充分发挥梯次利用动力电池的剩余价值。这样既可以满足不同场景下的应用需求，还可以最大程度的利用退役动力电池，从而提升动力电池梯次利用的经济性。本专利技术所采用的方法在工程实施中都比较容易实现，具有较高的应用价值。附图说明图1为梯次利用动力电池重组流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术公开了一种梯次利用动力电池的重组方法，针对不同的应用工况，采用不同的重组标准，在确保梯次利用电池安全可靠性的基础上，提高了退役动力电池的利用率，根据梯次利用电池在不同场景的使用条件，设置不同的重组标准，这样既可以满足不同场景下的应用需求，还可以最大程度的利用退役动力电池，从而提升动力电池梯次利用的经济性。该方法在电动汽车、电化学储能、动力电池梯次利用等领域具有广泛的应用前景。本专利技术的一种梯次利用动力电池重组方法，主要针对在未来大规模退役的锂离子动力电池，首先检测动力电池的容量保持率、内阻增加率和/或开路电压；选择容量保持率、内阻增加率和/或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。参见图1，具体过程如下：(1)充放电前开路电压检测：在电池进行充放电容量测试之前，测试并记录电池的开路电压OCV1。然后依据该型号电池产品规格书上的充放电电压范围，判断开路电压是否在该范围内，对于不在该范围的电池，存在较高的安全隐患，不进行梯次利用，直接进行电池回收处理。(2)电池容量、满电态开路电压和内阻检测：依据电池产品规格书上提供的电池额定容量Qr和充放电电压范围，在25±5℃环境下，以额定容量的0.3-0.5C倍率将电池恒流充电至上限电压，静置120min，测量电池的开路电压OCV2和开路内阻R，然后以相同倍率(0.3-0.5C倍率)将电池恒流放电至下限电压，记录电池当前的容量Q。计算梯次利用动力电池的容量保持率CR和内阻增加率RIR，具体方法为：CR＝Q/Qr*100％(1)RIR＝(R-R0)/R0*100％(2)其中R0为该型号电池产品规格书上提供的新电池内阻，即初始电阻。对于容量保持率CR低于50％的电池，剩余容量过低，梯次利用价值小，不进行梯次利用，直接进行回收处理；对于内阻增加率RIR超过200％的电池，使用过程的安全风险较大，不进行梯次利用，直接进行回收处理。(3)梯次利用时电池的使用条件分析针对退役动力电池梯次利用时的场景以及系统配置，分析梯次利用电池的使用条件，主要包括每年的充放电次数、电池使用的环境温度、充放电倍率、每次充放电的深度。(4)不同使用条件下的梯次利用动力电池重组根据电池梯次利用时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，/n检测动力电池的容量保持率、内阻增加率和/或开路电压；/n选择容量保持率、内阻增加率和/或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；/n根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，
检测动力电池的容量保持率、内阻增加率和/或开路电压；
选择容量保持率、内阻增加率和/或开路电压满足设置阈值的动力电池作为梯次利用动力电池；
根据使用条件和重组标准对梯次利用动力电池进行重组。


2.根据权利要求1所述的一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，容量保持率通过下式计算：
CR＝Q/Qr*100％(1)
式中，CR为容量保持率，Q为放电后容量，Qr为额定容量。


3.根据权利要求2所述的一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，放电后容量通过以下过程得到：依据额定容量和充放电电压范围，以额定容量的0.3-0.5C倍率将梯次利用动力电池恒流充电至上限电压，静置后测量开路内阻，然后以0.3-0.5C倍率将梯次利用动力电池恒流放电至下限电压，得到放电后容量。


4.根据权利要求1所述的一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，内阻增加率通过下式计算：
RIR＝(R-R0)/R0*100％(2)
式中，RIR为内阻增加率，R为开路内阻，R0为初始电阻。


5.根据权利要求4所述的一种梯次利用动力电池重组方法，其特征在于，开路内阻通过以下过程得到：以额定容量的0.3-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：范茂松，杨凯，耿萌萌，谭震，高飞，刘皓，赵光金，赖铱麟，张明杰，徐彬，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11