本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，將退役動力電池箱開蓋檢查，根據(jù)外觀特性對開蓋后的動力電池箱進(jìn)行篩選，過濾掉外觀有損傷的電池箱；對電池箱進(jìn)行自放電測試，根據(jù)電池箱的電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱；進(jìn)行活化處理，測試電池組容量，對進(jìn)行容量分級；對電池組內(nèi)的電池模塊進(jìn)行一致性評估，根據(jù)一致性評估參數(shù)進(jìn)行分級；讀取歷史運營數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個電池組的使用記錄參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并評估其健康狀態(tài)；根據(jù)評估結(jié)果，設(shè)定等級閾值，篩選出滿足設(shè)定閾值的動力電池組。本發(fā)明專利技術(shù)可充分發(fā)揮電動汽車退役動力電池的剩余性能。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法。
技術(shù)介紹
鋰離子動力電池，是電動汽車的動力之源，具有高能量、高功率、高倍率放電、工作溫度范圍寬、使用壽命長等特點。電動汽車用動力電池，是由多個單體電池組成動力電池模塊，再由動力電池模塊按照一定的串并聯(lián)方式裝配在電池箱內(nèi)。通常來講，一輛電動汽車動力電源由數(shù)個電池箱串聯(lián)而成，涉及到數(shù)百個甚至上千個電性能一致性較好的動力電池單體。動力電池決定著電動汽車的性能，一般規(guī)定動力電池容量衰減到初始容量的80％，為了保障電動汽車的行駛需要和安全需要，應(yīng)及時更換動力電池。隨著電動汽車的保有量逐步提升，退役電池越來越多，如何處理和利用退役動力電池就成為一個迫待解決的問題。如果全部報廢處理，沒有盡量發(fā)揮其殘余價值，會提高電動汽車的使用成本。動力電池二次利用，是指將退役電池剩余的容量性能使用于其性能滿足的其他應(yīng)用領(lǐng)域。然而，從電動汽車上退役下來的動力電池，健康狀態(tài)并不一致，不能直接拿來進(jìn)行二次利用，必須進(jìn)行嚴(yán)格篩選，剔除出一致性較差和健康狀態(tài)不合格的問題電池，只有通過合理的篩選，二次利用才能保障其價值充分發(fā)揮。中國電力科學(xué)研究院的專利申請CN201110410608.8《一種電動汽車動力電池梯次利用的分級方法》，提出一種將動力電池分級的理論方法，對檢測動力電池物理和化學(xué)屬性有指導(dǎo)作用，但實際操作可行性比較低，不容易實現(xiàn)，即便實現(xiàn)所述檢測，也易對電池本身造成破壞。201410466151.6《一種廢舊電池梯次使用的篩選方法》、201310261893.0《一種廢舊動力電池梯次利用篩選方法》等專利技術(shù)專利，都提出把動力電池模組進(jìn)行拆解，拆解出單體動力電池，再重新進(jìn)行分選配組，這種方法從理論和技術(shù)上來說都可以實現(xiàn)，但是拆解、篩選、分容、配組、再組裝過程工作量很大，為動力電池的梯次利用增加了使用成本。使用成本過高，就會大大削減退役電池梯次利用的價值。現(xiàn)階段對于廢舊動力電池的篩選，仍沒有明確的定義和方法。如何將這些還具有大部分容量的電池合理的再次使用是一個非常有價值和意義的研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決上述問題，提出了一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，該方法通過運營大數(shù)據(jù)分析、外觀、自放電、一致性等電池的數(shù)據(jù)分析和特性測試，淘汰沒有二次利用價值的電池組，使剩余動力電池組繼續(xù)二次使用。該方法既合理利用了動力電池的剩余能量，又不需要對電池進(jìn)行拆解，提高動力電池的利用效率，且大大降低了退役電池的使用成本。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，包括以下步驟：(1)將退役動力電池箱開蓋檢查，根據(jù)外觀特性對開蓋后的動力電池箱進(jìn)行篩選，過濾掉外觀有損傷的電池箱；(2)對電池箱進(jìn)行自放電測試，根據(jù)電池箱的電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱；(3)進(jìn)行活化處理，測試電池組容量，對進(jìn)行容量分級；對電池組內(nèi)的電池模塊進(jìn)行一致性評估，根據(jù)一致性評估參數(shù)進(jìn)行分級；讀取歷史運營數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個電池組的使用記錄參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并評估其健康狀態(tài)；(4)根據(jù)評估結(jié)果，設(shè)定等級閾值，篩選出滿足設(shè)定閾值的動力電池組。所述步驟(1)中，排查電池箱及箱內(nèi)電池模塊外觀是否完好，有無破損，有無變形、有無污漬、有無銹蝕以及有無電池鼓包現(xiàn)象。所述步驟(1)中，對電池箱進(jìn)行灰塵清理和在光線良好的條件下進(jìn)行觀察。所述步驟(2)中，將挑選出來的外觀合格的電池組充至滿電狀態(tài)，靜置后，以設(shè)定電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池組放電容量,然后再將電池組重新充滿電，在室溫狀態(tài)下擱置一定時間，然后以相同放電過程進(jìn)行放電，記錄電池放電容量，根據(jù)兩次放電容量評估電池組自放電率，淘汰自放電率超過設(shè)定值的電池箱。所述步驟(3)中，具體步驟包括：(3-1)將電池組以I10電流充至滿電狀態(tài)，靜置后，以I10電流放電至規(guī)定的電池放電電壓；(3-2)活化處理后，將電池組以I3電流充至滿電狀態(tài)，靜置后，以I3電流放電至規(guī)定的電池放電電壓，記錄電池組放電容量及放電曲線；(3-3)根據(jù)電池組放電容量進(jìn)行分級。所述步驟(3-2)中，放電曲線包括電池組電壓--容量曲線和各電池模塊電壓--時間曲線。所述步驟(3)中，一致性評估包括以下步驟：(3-a)根據(jù)電池組的放電曲線，選擇某階段某點，記錄該點電池組電壓值V，及各電池模塊的電壓值，計算電池模塊放電電壓標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)；(3-b)根據(jù)電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)，對電池一致性進(jìn)行評估分級。所述步驟(3-a)中，計算各個電池模塊電壓值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與各個電池模塊電壓值的平均值的比值。所述步驟(3)中，對于電池組健康狀態(tài)評估包括：(3-i)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計動力電池組退役前循環(huán)次數(shù)；(3-ii)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計動力電池組退役前電池維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因；(3-iii)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計動力電池組退役前故障次數(shù)及故障原因；(3-iv)按照動力電池退役前循環(huán)次數(shù)、運營期間維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因、故障次數(shù)及故障原因，對動力電池組健康狀態(tài)進(jìn)行分級。本專利技術(shù)所述的電池模塊，為電池箱內(nèi)最小模塊單元，也是最小電壓檢測單元。本專利技術(shù)所述的退役動力電池組，是指規(guī)模化的充換電站集中應(yīng)用的動力電池組，在退役前的壽命周期內(nèi)，電池管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)會對電動汽車及動力電池所有運營數(shù)據(jù)都有完整的記錄。本專利技術(shù)所剔除的動力電池組，可拆解成為動力電池模塊或單體，進(jìn)行再次篩選、評估、重新分容配組后進(jìn)行二次應(yīng)用。本專利技術(shù)的有益效果為：本專利技術(shù)通過分析電動汽車退役動力電池的特性，基于對整個電池組壽命周期間的運營大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，評估動力電池健康狀態(tài)，提出一種無需拆解動力電池組的二次利用的篩選方法。該方法可充分發(fā)揮電動汽車退役動力電池的剩余性能，省去了中間拆解、配組的成本，提高動力電池二次利用的經(jīng)濟(jì)性。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的流程圖。具體實施方式：下面結(jié)合附圖與實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。一種動力電池梯次利用的分析方法，包括以下步驟：A：退役動力電池組外觀篩查。將退役動力電池箱開蓋檢查，根據(jù)外觀特性對開蓋后的動力電池箱進(jìn)行篩選，篩選外觀無異常的電池箱進(jìn)入下一步。B：退役動力電池組進(jìn)行自放電測試，根據(jù)電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱。C：對退役動力電池組進(jìn)行活化處理，測試電池組容量，根據(jù)容量分級并打分。D：對電池模塊進(jìn)行一致性評估，根據(jù)一致性評估參數(shù)進(jìn)行分級并打分。E：針對充換電站運營數(shù)據(jù)庫內(nèi)海量運營數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對動力電池組健康狀態(tài)進(jìn)行分級并打分。F：綜合以上C、D、E各項分?jǐn)?shù)，篩選出可不進(jìn)行拆解，直接進(jìn)行二次應(yīng)用的動力電池組。以某電動公交車換電站20套動力電池組的磷酸鐵鋰電池為例，介紹本專利技術(shù)所述電池健康評估及篩選方法。電動公交車每套電池組共有9個電池箱組成，其中5個大箱(76.8V/300Ah)，4個小箱(38.4V/300Ah)，共168個電池模塊，每個模塊有5塊60Ah的單體電池串聯(lián)而成，電池單體標(biāo)稱電壓3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。本專利技術(shù)所述的退役動力電池組，在退役前的整個壽命周期內(nèi)，電池管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)會對電動汽車及動力電池所有運營數(shù)據(jù)都有完整的記錄。更具體本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：包括以下步驟：(1)將退役動力電池箱開蓋檢查，根據(jù)外觀特性對開蓋后的動力電池箱進(jìn)行篩選，過濾掉外觀有損傷的電池箱；(2)對電池箱進(jìn)行自放電測試，根據(jù)電池箱的電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱；(3)進(jìn)行活化處理，測試電池組容量，對進(jìn)行容量分級；對電池組內(nèi)的電池模塊進(jìn)行一致性評估，根據(jù)一致性評估參數(shù)進(jìn)行分級；讀取歷史運營數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個電池組的使用記錄參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并評估其健康狀態(tài)；(4)根據(jù)評估結(jié)果，設(shè)定等級閾值，篩選出滿足設(shè)定閾值的動力電池組。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：包括以下步驟：(1)將退役動力電池箱開蓋檢查，根據(jù)外觀特性對開蓋后的動力電池箱進(jìn)行篩選，過濾掉外觀有損傷的電池箱；(2)對電池箱進(jìn)行自放電測試，根據(jù)電池箱的電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱；(3)進(jìn)行活化處理，測試電池組容量，對進(jìn)行容量分級；對電池組內(nèi)的電池模塊進(jìn)行一致性評估，根據(jù)一致性評估參數(shù)進(jìn)行分級；讀取歷史運營數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個電池組的使用記錄參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并評估其健康狀態(tài)；(4)根據(jù)評估結(jié)果，設(shè)定等級閾值，篩選出滿足設(shè)定閾值的動力電池組。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：所述步驟(1)中，排查電池箱及箱內(nèi)電池模塊外觀是否完好，有無破損，有無變形、有無污漬、有無銹蝕以及有無電池鼓包現(xiàn)象。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：所述步驟(1)中，對電池箱進(jìn)行灰塵清理和在光線良好的條件下進(jìn)行觀察。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：所述步驟(2)中，將挑選出來的外觀合格的電池組充至滿電狀態(tài)，靜置后，以設(shè)定電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池組放電容量,再將電池組重新充滿電，在室溫狀態(tài)下擱置一定時間，然后以相同放電過程進(jìn)行放電，記錄電池組放電容量，根據(jù)擱置前后電池組放電容量評估電池自放電率，淘汰自放電率超過設(shè)定值的電池箱。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于運營大數(shù)據(jù)的退役動力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，其特征是：所述步驟(3)中，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹際娜，劉繼東，李云亭，張健，慕世友，李超英，傅孟潮，張華棟，李建祥，黃德旭，趙金龍，楊曉，韓統(tǒng)一，袁弘，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東魯能智能技術(shù)有限公司，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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