一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法技术

本发明专利技术实施例是关于一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，以电池组SOC一致性为标准，通过计算电池模型参数匹配关系，实现电池最佳成组方案，首先，基于戴维南等效电路模型，建立电池组SOC一致性评价准则；其次，计算电池容量和内阻匹配关系；最后，结合一致性评判准则，进行电池间一致性关系判断，考虑电池间比例等效距离，实现电池组重组。本发明专利技术不需要电池参数严格一致亦可保证电池组使用性能，具有可靠性高、适配范围广的优点，以电池组SOC一致性为标准，通过计算电池模型参数匹配关系，并利用比例对称距离进而优化电池重组方案。方案。方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法


[0001]本专利技术属于新能源储能系统的应用领域，尤其涉及一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法。

技术介绍

[0002]动力电池作为新能源电动汽车的核心组件，平均寿命为5～8年。当电动汽车的动力电池容量衰减至额定量80％以下，动力电池就要从汽车市场“退役”。中国新能源汽车制造业经过10年的蓬勃发展，即将迎来第一波动力电池退役高潮。预计在2021年～2030年期间，中国新能源汽车动力电池退役总量将会达到705万吨，累积退役电量达到708亿瓦时。如何解决大批量退役动力电池处理问题迫在眉睫。
[0003]目前，退役电池处理方法主要分为两种。一是，电池材料回收，通过对电池进行拆解，利用化学手段回收电池材料中的主要金属元素。这种处理方法回收成本高，且容易带来环境污染问题。另外一种方法，对电池进行梯次利用，应用在储能电站、电动自行车、移动电源等场景。这样可以充分发挥电池剩余使用价值，避免环境污染等问题。对于梯次利用而言，退役电池重组是其关键环节。电池重组技术直接决定着系统的使用使用性能和安全性。
[0004]常用的电池重组方法主要是依据分类好的电池，将性能参数相近的电池进行重组。尽管这种方法简单易行，但是缺少严格数学评价依据，并且无法重组性能参数差异较大的电池。
[0005]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的目的在于提供一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，解决了传统基于单参数电池重组性能不可靠、电池参数需要严格一致的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]该基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，包括：
[0009]步骤1：基于电池工作原理，建立戴维南等效电池模型；
[0010]步骤2：依据电池剩余电量SOC特性，建立了一致性分选标准：
[0011]步骤3：针对先串后并电池组模型和先并后串电池组模型，计算电池容量和内阻匹配关系，分别满足不同标准；
[0012]步骤4：依据比例对称距离，优化传统欧氏距离在一致性距离度量的偏差，进行电池间一致性关系判断，考虑电池间比例等效距离，实现电池组重组。
[0013]进一步地，上述步骤2具体是：
[0014]依据电池剩余电量SOC特性，建立了一致性分选标准：
[0015][0016]其中，ΔSOC表示电池剩余电量SOC变化量，I表示电流，Δt表示时间变化率，C表示电池容量。
[0017]进一步地，上述步骤3具体是：
[0018]针对先串后并电池组模型，其标准应满足如下：
[0019][0020]其中，R表示电池欧姆内阻R0与极化内阻R
p
之和，i，x表示并联电池序号，其范围在[1,m]；j，y表示并联电池序号，其范围在[1,n]；
[0021]针对先并后串电池组模型，其标准应满足如下：
[0022][0023]其中，R表示电池欧姆内阻R0与极化内阻R
p
之和，i，x表示并联电池序号，其范围在[1,m]；j，y表示并联电池序号，其范围在[1,n]。
[0024]进一步地，上述步骤4具体是：
[0025]依据比例对称距离，优化传统欧氏距离在一致性距离度量的偏差：
[0026][0027]其中，d
ij_xy
表示电池之间比例对称距离，其评判标准为其值越接近于0，电池间一致性越好。
[0028]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0029]本专利技术专利提供一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，不需要电池参数严格一致亦可保证电池组使用性能，具有可靠性高、适配范围广的优点，以电池组SOC一致性为标准，通过计算电池模型参数匹配关系，并利用比例对称距离进而优化电池重组方案。
附图说明
[0030]图1是本专利技术方法流程图；
[0031]图2是本专利技术戴维南等效电路模型图；
[0032]图3是本专利技术先串后并仿真电路图；
[0033]图4是本专利技术先串后并随机组合仿真结果图；
[0034]图5是本专利技术先串后并优化组合仿真结果图；
[0035]图6是本专利技术先并后串仿真电路图；
[0036]图7是本专利技术先并后串随机组合仿真结果图；
[0037]图8是本专利技术先并后串优化组合仿真结果图。
具体实施方式
[0038]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
[0039]此外，附图仅为本专利技术实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
[0040]本专利技术以电池组SOC一致性为标准，通过计算电池模型参数匹配关系，实现电池最佳成组方案，解决了传统基于单参数电池重组性能不可靠、电池参数需要严格一致的问题，同时也解决了传统欧氏距离在一致性距离度量的存在偏差的问题；具体包括以下步骤，可参阅图1：
[0041]步骤1：基于电池工作原理，建立戴维南等效电池模型；
[0042]电池组等效为电压源、内阻、一阶RC串联的电路，如图2所示，其中R0电池的欧姆内阻，一阶RC表征电池充放电过程中极板的极化电容和电阻。这样电池组充放电过程中电压的突变特性可由内阻R0表征，电压的渐变特性可由R
p
和C
p
表征。戴维南模型中，欧姆内阻R0由电池电解质、正极铝箔、负极铜箔等组成，用一阶的RC串联电路反应电池充放电时电压的渐变特性，一阶RC电路由电池充放电过程中正极和负极的极化效应产生。
[0043]步骤2：依据SOC特性，建立了一致性分选标准：
[0044]通过电流积分，可以准确地计算出电池电量的变化情况，进而得到剩余电量SOC。
[0045][0046]公式(2)中，SOC0表示电池初始SOC值，i(t)表示充放电电流，t表示时间，C表示电池容量；
[0047]取离散时间下的电池SOC变化量：
[0048][0049]公式(2)中，ΔSOC表示电池SOC变化量，I表示电流，Δt表示时间变化率，C表示电池容量；
[0050]据欧姆定律，电流与内阻存在比例关系，可将问题看成内阻与容量两者对SOC一致性的判断参数。
[0051]步骤3：选择一组电池，其参数如下表所示：
[0052][0053][0054]选择电池组模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，其特征在于，包括：步骤1：基于电池工作原理，建立戴维南等效电池模型；步骤2：依据电池剩余电量SOC特性，建立了一致性分选标准：步骤3：针对先串后并电池组模型和先并后串电池组模型，计算电池容量和内阻匹配关系，分别满足不同标准；步骤4：依据比例对称距离，优化传统欧氏距离在一致性距离度量的偏差，进行电池间一致性关系判断，考虑电池间比例等效距离，实现电池组重组。2.根据权利要求1所述的基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，其特征在于，所述步骤2具体是：依据电池剩余电量SOC特性，建立了一致性分选标准：其中，ΔSOC表示电池剩余电量SOC变化量，I表示电流，Δt表示时间变化率，C表示电池容量。3.根据权利要求2所述的基于SOC一致性匹配的退役动力电池重组方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：田佳强，常国义，刘兴华，杨磊，文海兵，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：