[发明专利]一种电动汽车退役电池组等效模型建模方法

说明书

一种电动汽车退役电池组等效模型建模方法，属于电力系统中电池储能领域。首先，提出适用于电网运行的退役电池单体等效电路模型。其次，分析退役电池放电过程各阶段特点及相应的影响因素。再次，提出退役电池单体等效模型。再次，针对退役电池组，基于信息熵计算串联支路电池间的一致性，修正退役电池组等效电动势模型及等效内阻模型。最后，得到考虑一致性的电动汽车退役电池组等效模型。本发明针对电动汽车退役电池组再利用参与电网运行问题提出退役电池组的等效模型，计及退役电池的串联支路单体电池间的差异，基于退役电池间的一致性对等效模型进行修正，保证应用于电力系统的等效模型的可行性和准确性，充分发挥其剩余价值，提高配电网运行的经济性。

技术领域

本发明属于电力系统中电池储能应用领域。涉及到退役电池组在电力系统运行中的相关理论，特别涉及到一种应用于电力系统的电动汽车退役电池组等效模型建模方法。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题日趋严峻，传统机动车辆因其污染物排放饱受诟病，而电动汽车以其环保等优点受到广泛关注。电动汽车电池在使用中，最大容量会逐渐减小，为了保证电动汽车续驶里程和安全，当电池容量剩余80％时，电池必须退出运行。退役下来的电池可以应用在对能量密度不高的场景，从而提高资源使用效率。近年来，我国大力推广电动汽车，电动汽车规模增速显著。电动汽车的大量推广带来大规模的退役电池。

储能技术的发展给电力系统带来很多机遇，其在电力系统领域更是发挥着重要作用。电池储能技术的应用极大地增强了电网的主动调控能力，提高了能源利用效率。将电动汽车退役电池应用在电网储能系统中，既可以实现电池的高效利用，降低电动汽车成本，防止环境污染，又可以促进电网储能系统的发展，降低储能系统的投资，兼顾了各方利益。随着电动汽车数量的增加，高效合理利用退役电池具有巨大的社会经济效益。研究退役电池在主动配电网中的应用具有重要意义。

国外学者针对退役电池再利用进行了许多研究。文献(Viswanathan V,Kintner-Meyer M.Second use of transportation batteries:Maximizing the value ofbatteries for transportation and grid services[J].IEEE Transactions onvehicular technology,2011,60(7):2963-2970.)评估了电动汽车退役电池在电力系统中再利用的可行性，分析了电池的循环寿命、充放电深度、健康状态等影响退役电池再利用经济效益的重要因素，为汽车行业最大化利用电动汽车电池提供了有益的观点。文献(刘坚.电动汽车退役电池储能应用潜力及成本分析[J].储能科学与技术,2017,6(2):243-249.)评估了电动汽车退役电池应用于电力系统储能的潜力，文章指出随着电动汽车的推广，退役电池的储能容量将达到电池储能容量的15％左右，拥有巨大的储能潜力。文献(张金国，焦东升，王小君，朱洁，和敬涵，巩超.基于梯级利用电池的储能系统经济运行分析[D].北京：北京交通大学电气工程学院，2014.)将退役电池用于电动汽车快速充电站，分析了退役电池用于储能系统可延缓配电网升级改造，降低网损，削峰填谷等经济价值，通过遗传算法对模型进行优化，结果表明在电动汽车快速充电站梯次利用电池储能可以降低变压器的容量，实现削峰填谷，具备较好的经济效益。

电池模型是研究电池性能的有效手段，也是电池组应用于电力系统中的重要途径。电池常用的模型包括：电化学模型，等效电路模型，神经网络模型等。锂电池常用的等效电路模型包括：内阻抗模型，Thevenin模型，PNGV模型，GNL模型，混合等效模型及由上述模型改进而来的模型。综上所述，电动汽车退役电池具有重组再利用的价值，如何建立适用于电力系统的退役电池组等效模型具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电动汽车退役电池组等效模型建模方法。

本发明采用的技术方案为：

一种电动汽车退役电池组等效模型建模方法，包括以下步骤：