梯次利用锂离子电池模组分选方法研究

作     者：邹涵宇 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：詹花茂

授予年度：2019年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：锂离子电池 梯次利用 分选方法 电压曲线 

摘      要：新能源电动汽车产业蓬勃发展的同时带来了大量退役动力电池,对退役电池进行梯次利用具有较高的环保与经济价值。论文以退役动力电池模组梯次利用储能为出发点,研究了决定梯次储能安全性与运行效率的关键问题——模组分选的一致性问题。本文以Simulink为仿真工具,以4单体串联模组为仿真对象,针对电池模组一致性受多种因素影响的情况,在讨论单体寿命衰减机理的基础上,以7个一致性影响因素为研究对象,研究了仿真伊始仅某单因素参数分布不一致,其他6个因素初始参数分布完全一致时,模组及其串联单体容量的演变规律。随后,针对模组内各单体常规参数无法准确辨识的情况,以模组放电电压曲线为研究对象,进行曲线形态相似性辨识,得到了包含拉伸旋转量、x轴向平移量和y轴向平移量的相似性变换矩阵,总结出4个相似性矩阵特性参数,进而分析了不同影响因素下矩阵参数的演变规律,并在此基础上,结合单因素影响仿真结果,提出了一种基于电压曲线相似性矩阵参数并考虑参数权重的模组一致性再分选方案,并进行了实验验证。结果表明:1、库仑效率和温度不一致对模组寿命衰减贡献最大,其次是容量衰减率、初始内阻及增长率不一致,仅初始SOC、初始容量不一致不会加剧模组衰减,模组衰减过程中,因素对模组的影响具有权重性、耦合性的特征。2、不同影响因素对应的相似性矩阵敏感参数不同,对于退役模组,所辨识的矩阵参数可以替代常规电参量来表征模组一致性。3、在结合因素影响权重的基础上,以电压曲线相似性参数作为新的分选参数的电池模组级别的多参数分选方案效果较好,分选出的模组后续衰减速率更为一致,这一快速分选方法有利于提高储能系统的安全性与经济性。