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鋰離子電池在儲能系統(tǒng)中的應用

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年08月29日  

鋰離子電池在地理儲能里面到底是什么情況,這是從儲能聯(lián)盟里面拿到的數(shù)據(jù),這是統(tǒng)計的2000年到2018年的,從這里面來看,全球的累計儲能裝機是180GW,這里面抽水蓄能是占了94.3%,抽水蓄能是第一位的,這里面電化學儲能是排在第二位的,有專家講說其他的儲能排的位次,可能每年這個位次后邊這幾位還是會有一些差別的,但是抽水蓄能是穩(wěn)穩(wěn)的站在了第一位,后面幾個會有一些排名的次序變化。


— —北京交通大學電氣工程學院副教授孫丙香


8月8日,由華北電力大學、中國可再生能源學會主辦的“第一屆中國儲能學術(shù)論壇暨風光儲創(chuàng)新技術(shù)大會”分論壇在北京召開,北極星儲能網(wǎng)將對論壇進行全程直播。在8日“電化學儲能”分論壇上,北京交通大學電氣工程學院副教授孫丙香作“鋰離子電池在儲能系統(tǒng)中的應用技術(shù)”報告。


北京交通大學電氣工程學院副教授孫丙香


以下為發(fā)言實錄:


北京交通大學電氣工程學院副教授孫丙香:希望我的報告給大家一些啟發(fā)和收獲,我的PPT還是自己重新做的,因為我原來做的工作可能在電動汽車,在電力儲能里面的應用沒有專門做這方面的PPT,所以我的講稿是自己趕制或者說重新編排的內(nèi)容,希望對大家有所啟發(fā)。


我本人畢業(yè)于中科院電工所,原來也是做鋰離子電池的成組應用研究,主要是做電池管理系統(tǒng)應用軟件,硬件部分涉及到一些,但主要是跟平臺有關(guān)的,我做的工作大部分是跟BMS軟件相關(guān)的內(nèi)容。我現(xiàn)在的工作單位是北京交通大學電氣工程學院新能源研究所,這是其中一個名字,另外一個名字 我還是能源局下屬的一個主動電網(wǎng)技術(shù)研究中心,當然我們還有其他的一些掛牌資質(zhì),我這里面沒有加那么多的介紹,我們還是中車鐵路系統(tǒng)綠色動力分院的一個成員單位,因為我們的工作最開始的時候是在電動汽車領(lǐng)域,后來是在軌道交通領(lǐng)域,當然電力儲能里面我們也有研究,這三個領(lǐng)域我們都有涉及。


從這么幾個方面給大家介紹一下,因為前面幾個專家介紹了各種各樣的電化學儲能比較多,我看了一下可能我們這個論壇我是唯一講鋰離子電池的。首先,給大家介紹一下鋰離子電池的定義和分類,然后應用現(xiàn)狀。我重點其實想強調(diào)一下鋰離子電池的優(yōu)化配置與優(yōu)化管理。


鋰離子電池是我們通常說的鋰電池當中的一種,剛剛金鐘老師講的鋰離子電池負極是金屬,和鋰離子電池是不一樣的,為了區(qū)別電池是鋰金屬或者鋰合金的電池,我們通常稱它為鋰離子電池,我們用的很廣,大家的手機、筆記本電腦、電子產(chǎn)品用的比較多,大家叫的時候都是叫鋰電池,沒有區(qū)分那么細,在家說我在用的是鋰離子電池感覺有點拽。


鋰離子電池是靠鋰離子在正負極之間進行移動來產(chǎn)生充放電的這樣一個過程,也就是說在兩極之間,通過嵌入和脫嵌來實現(xiàn)充放電的,它的組成部分,我這里邊的圖是一個磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu),包括正極材料、正極的集流體,就是收集電流的金屬部分,負極材料、負極集流體等幾部分。通常我們研究的電池形狀上會有這樣一些,它充電的時候鋰離子是從正極嵌入到負極的,放電的時候是負極嵌入到正極。分類有很多種,大家怎么說都行,一般按正極材料我們會分成鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料,會分成這樣幾種,三元材料里面可能會分成鎳鈷錳、鎳鈷鋁,特斯拉的車里邊裝的是松下的NCA的,它的單體的能量密度更高一些。比如說我們手機或者筆記本電腦里邊用的電池,鈷酸鋰正極材料的會多一些,因為鈷酸鋰它的能量密度高一些,這樣同樣電量會輕一點、體積也會小一點,會放到手機或者筆記本電腦里面。當然鈷的活性是比較強的,所以經(jīng)常會有一些山寨的電池爆炸了,所以說如果說工藝控制的不好,它的安全性還是有隱患的。如果按照負極材料分的話會分成石墨和鈦酸鋰,所以經(jīng)常大家有時候聽到說現(xiàn)在有一種電池叫鈦酸鋰電池,實際上它的正極可以是我們這其中的任何一種,但是它負極鈦酸鋰,然后強調(diào)它的特殊的負極,所以我們叫它鈦酸鋰電池,實際上叫它三元電池材料也可以,是按照什么材料去分。


通常我們用的材料里面石墨負極更多一些,按照性能來分,一般會分成能量型和功率型,還有能量、功率兼顧型,可以理解成像我們長跑、短跑一樣,功率型就可以認為短跑比較厲害,但是比如說讓你跑個5千、1萬跑不了,但是速度可以很快、功率可以打一點。能量型就是說,我這個能量挺多的,但是你讓我短時出大功率出不了形狀可以分成圓柱形、棱柱形、軟包袋形,軟包袋形,國外的專家會這么分,通常我們會把這種軟包袋形電池叫軟包電池。卷繞式像這種圓柱的多半都是卷繞的,有一個隔膜,然后正極極片、負極極片,三個長條疊在一起卷起來就行了,這種結(jié)構(gòu)比較簡單,成本低一點,但是有一個缺點,散熱不太好散,卷起來以后如果援助的直徑比較大一點,中間的芯不太好散。疊片就是一個大長條的隔膜,一片正極片、一片負極片這么疊上去的,一個軟包電池可能里邊的疊片會有20、30、40,幾十對的極片,相當于這些極片是并聯(lián)的,形成大電池。所以現(xiàn)在電池建模很多人會說,要是把這里面每個極片,微觀的極片都建起來的話,一個電池單體就建成30度極片是不是能建的更準,有人在這么做,比如說發(fā)熱我也這么做是不是更好一點。


這是鋰離子電池的定義和分類,大家有一個概念,因為有很多人可能不是研究這個領(lǐng)域的。關(guān)于它的應用,在消費電子領(lǐng)域它的市場量是最大的,我們通常說的小電池,容量比較小的,區(qū)別于消費電子用的電池我們經(jīng)常會說叫動力電池啊,實際上動力電池最開始是用在交通工具、一些電動工具有驅(qū)動場景的時候,我們把這種電池叫動力電池,相對來說它的容量數(shù)會大一點,然后才是在車用,就是在汽車領(lǐng)域的應用,實際上在電力儲能領(lǐng)域的應用目前是排在第三位的,這是2017年的數(shù)據(jù),現(xiàn)在也差不多是這個位次。就是說現(xiàn)在其實是依靠消費電子和汽車領(lǐng)域的一個市場量在拉動電力儲能的量,就是說形成規(guī)模經(jīng)濟了、成本下降了,才逐漸開始在電力儲能領(lǐng)域開使用了?,F(xiàn)在是這樣一個位次,其他的有一些比例,這個比例就更好一點了,這是市場的排名。


說鋰離子電池在地理儲能里面到底是什么情況,這是從儲能聯(lián)盟里面拿到的數(shù)據(jù),這是統(tǒng)計的2000年到2018年的,從這里面來看,全球的累計儲能裝機是180GW,這里面抽水蓄能是占了94.3%,抽水蓄能是第一位的,這里面電化學儲能是排在第二位的,有專家講說其他的儲能排的位次,可能每年這個位次后邊這幾位還是會有一些差別的,但是抽水蓄能是穩(wěn)穩(wěn)的站在了第一位,后面幾個會有一些排名的次序變化。電化學儲能其實是一個上升階段,這個是電化學儲能里邊的一個排位,鋰離子電池86.3,是電化學儲能里邊排位第一位的。其次是鈉硫電池、鉛酸蓄電池,就是說鉛酸蓄電池現(xiàn)在在全球的儲能里邊還有一定的市場量。


我也聽一個院士講過,他也在呼吁說鉛酸電池也不能說因為它油污染就一棒子打死,如果是做一些改良的話,它還是有一定的市場量的,如果是再回首和降解階段做的比較好的話,其實對環(huán)境的友好性還是可以接受的,這是全球的情況。


看一下中國的情況,2000年到2018年的時候,咱們整個裝機累計是31.3GW,其中鋰離子電池,這里邊咱們這個電化學儲能現(xiàn)在也是排在第二位的,其中鋰離子電池的比例是70.7,我們這個電化學儲能排第二是液流電池、第三是超級電容,我們國內(nèi)鉛酸電池的市場量幾乎沒有,這是跟全球的排位有差別的地方。從這張圖上可以看出來,中國的電化學儲能是2017年到2018年有一個非常大的飛躍,整個年增長率是175.2%,2017年到2018年增量。


針對于鋰離子電池用于儲能系統(tǒng),其實從我們科研的角度,這個是我自己總結(jié)的,就是說研究的方向,應該說是有一些平臺建設(shè)的,比如說一個標準平臺測試維護,這是一些研究的點,還有關(guān)于電池建模和虛擬基礎(chǔ),剛才李鑫老師也講了全釩液流電池的建模,我們也做了鋰離子電池的建模。同時,我們現(xiàn)在承擔了一個跟中國汽車研究中心承擔了一個重點研發(fā)項目,是基于虛擬電池進行BMS的測評,就是拿實際電池測BMS成本太高了,工況的復現(xiàn)率也不是很好,還涉及到成本、安全性、耗時性,所以我們基于虛擬技術(shù)做虛擬電池,就是把模型做的很準,然后你讓電力電子模塊出工況,來模擬電池,然后可以去測BMS,這是第二個點。


第三個點,其實是優(yōu)化配置和經(jīng)濟性分析,我覺得在哪個領(lǐng)域用都有,剛開始說我們最開始用是在電動汽車領(lǐng)域,然后是軌道交通,現(xiàn)在我們在跟中車那邊做在鐵路系統(tǒng),復興號里邊去標配替換一些鋰離子電池,包括改造一些機車,把它改造成混合動力的機車,我都涉及到怎么去配置的問題,在電力儲能里邊我們也同樣涉及這個問題。但是我們看到的很多其實學術(shù)論文里邊關(guān)于配置,大家做的都比較隨意,一會兒我會講,如果真的想把這個配置做好的話要考慮哪些因素。下邊的這些關(guān)于SOC、SOP,然后我有SOH和SOT,這些是電池的一些狀態(tài)參數(shù),那就是核電狀態(tài)、功率狀態(tài)、熱量狀態(tài)、健康狀態(tài),這個是跟電池的運行有關(guān)的,就是電池運行過程當中我要考慮這些參數(shù)。同時也要考慮在電池使用過程中怎么樣給它進行優(yōu)化充電,現(xiàn)在我看咱們?nèi)A電院里也有充電樁、也有電動汽車,但是那個是慢充,我沒有看到快充樁,如果有快充樁,如果冬天這個車經(jīng)常快充,你的電池就會衰退的特別快,所以這就涉及到怎么給電池充電能夠盡量延長電池的壽命。


還有安全性現(xiàn)在也是一個非常突出的問題。前一段時間像蔚來召回了很多車,因為它用的是ATL的電池,后來焦點落在說了因為電池的線束和電池箱的匹配不夠好,而導致了電池外短路,所以最后導致了車輛熱失控車輛自燃。當然這個原因大家也沒辦法核實,因為這是他們雙方給出的結(jié)論。所以安全性,包括現(xiàn)在一些儲能電站安全性也比較突出。


現(xiàn)在我們在做廣義電池管理技術(shù),光是現(xiàn)場的電池管理存下來的數(shù)據(jù)非常有限,我們引入大數(shù)據(jù)、云平臺、人工智能,都是非?;鸬囊恍┰~,但是這個確實挺熱的,我可以把一些數(shù)據(jù)發(fā)回到監(jiān)控中心,利用我的大數(shù)據(jù)平臺進行一些離線的數(shù)據(jù)分析,可以對在線的數(shù)據(jù)進行一些修整,我們把這部分叫廣義電池管理,就是不是通常意義上我們說的點。


我也仔細分析了一下,儲能技術(shù)用在電動汽車里車載儲能和電力儲能有什么不一樣,對電池系統(tǒng)而言?,F(xiàn)在車用系統(tǒng)大家通常會說有“四座大山”:安全、成本、續(xù)航、壽命。這“四座大山”壓的搞研究的人喘不過來氣,當然任何一個行業(yè)的發(fā)展肯定都是機遇和挑戰(zhàn)并存的,不可能什么挑戰(zhàn)都沒有。如果對應過來其實在電力儲能領(lǐng)域不存在續(xù)航的問題,實際上對應過來是能量和功率的參數(shù),比如說要是調(diào)頻的話,可能對于功率的性能要求比較高的這種場合,電池的功率性要求就高一點。如果是削峰填谷或者是新能源消納,可能我的能量就會占主導多一些。如果是再細分它的不同,用在電力儲能里面不涉及到移動式的可靠性問題,就是說如果是車用的話電量沒有了,你這個車會涉及到拋錨的問題或者動力不足的問題,會涉及到移動設(shè)備可靠性的問題,但是如果作為固定式儲能,電量沒有了大不了不運行,但是不會涉及到可靠性問題。另外,儲能系統(tǒng)的溫度控制的比較好,通常是在一個密閉的空間里,比如說一個房子里面或者一個集裝箱里面,我的溫度可控,我可以加入一些溫控措施,但是在車用的里邊,這個溫度就不太好控制的那么好,因為它的空間太狹小了,你做的熱管理其實都是在有限的范圍內(nèi)發(fā)揮作用,這個還是有一定差距的。


還有一個是,作為電力儲能來說,電池的使用區(qū)間和車用是不一樣的,就是說我在電力儲能里邊可以盡可能多的用能量,以經(jīng)濟最優(yōu)為目標,車載儲能我要考慮工況需求是不是滿足要求,他們兩個使用區(qū)間上還是有些不一樣的地方,這是一些不同。同時這個電池退運的條件也不同,所以在儲能系統(tǒng)里邊用的話,比如可能我衰到50%可能也還能用,大不了出的能量功率少點,但是也還能調(diào)。但是車用階段可能衰到50%,動力性能滿足不了要求了,就沒法再開了。這是我分析的一個情況。


如果說對于現(xiàn)在主流的幾款電池,比如說磷酸鐵鋰、三元、鈦酸鋰這三種電池現(xiàn)在應該說在鋰電池研究領(lǐng)域非常熱的三種電池。他們的優(yōu)勢和劣勢,我沒有拿具體的數(shù)量,直接定性的來比較。這里面的能量密度三元是最高的,因為三元在小車里邊、轎車里邊用的特別多,因為能量密度高,有限的體積里邊放的電量比較多。三元材料致命的弱點是說,它的安全性是最低的,如果說三元里邊把鎳提高的話,比如說以鎳鈷錳為例,把鎳提高它的能量密度就提高,但是安全性會下降。所以說能量密度和安全性是一個不能兼得的魚和熊掌。如果從價格來說,鈦酸鋰是最高的,現(xiàn)在鈦酸鋰電池在軌道交通里邊用的比較多,因為軌道交通要求可靠性甚至比汽車要求的還高,鈦酸鋰安全性要好一些,鈦酸鋰的低溫性能比較好,零下20、30度的時候還能比較好的來出力,所以考慮這兩個優(yōu)勢,鈦酸鋰現(xiàn)在在軌道交通領(lǐng)域用的比較多。三元是在轎車里應用的比較多,磷酸鐵鋰現(xiàn)在是在一些大型的商用車,比如說公交車這種大型的車輛,或者是電力儲能里邊磷酸鐵鋰用的比較多。這里邊磷酸鐵鋰價格是是最低的,其他的性能都是中,就是說也像我們生活中一樣,不可能每個人全是優(yōu)點、沒有缺點,兼顧它的優(yōu)缺點來看,它挺好的,因為價格比較低。價格低到什么程度呢?現(xiàn)在批量價格大概7毛/瓦時,就是700元/度電,但是如果說是小批量的,說我實驗室做一個測試,就想買3塊電池,人家還不一定賣你,這是批量價格,你要買就買3塊電池,你說給人家2000元/瓦時行不行,人家也不賣你,電池廠不這么這種小批量的賣,電池管理系統(tǒng)的價格0.05元/瓦時,預計到2025年磷酸鐵鋰電芯的批量價格0.36元/瓦時。磷酸鐵鋰在電力儲能領(lǐng)域的應用量會比較大。


關(guān)于熱時空,剛才分論壇三楊凱博士應該有專門講到關(guān)于熱失控的問題,所謂熱失控由于整個電池的溫度升高到某一個溫度的時候,升高了以后,升高到某一個觸發(fā)的溫度的時候,它就自己產(chǎn)生了一個正反饋發(fā)熱的過程,然后自己就失控掉了。引起熱失控的原因有好多,比如說由于環(huán)境溫度和工況共同導致了電池溫度超高,這也會導致。還有內(nèi)短路、外短路,因為一短路的話它的發(fā)熱量就會急劇增加。還有一種情況,這個是清華的一個研究結(jié)果,就是說正極會釋活性氧,也會導致熱失控。最后出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸這樣的隱患,所以在安全設(shè)計、安全預警和安全管控上,很多單位大家都絞盡腦汁的做這個事情,但是想做好真的很難。


剛剛說到優(yōu)化配置這個問題,作為一個儲能系統(tǒng)而言,想要達到系統(tǒng)級別肯定是很多單體串并聯(lián)成為電池組,才能夠發(fā)揮作用。這是特斯拉的Model S的電池,松下NCA 74pA6s,這是車上的一個儲能的組成,上面的表是北京市的電動公交車、環(huán)衛(wèi)車車載儲能的規(guī)模,下邊的這個是咱們張北的風光儲基地,比較早期的第一批電池的,有不同家的,中航鋰電、ATL、比亞迪、萬象四家,儲能的電壓登記更高一些,車載的這種,大巴車的這種電壓更高一些,轎車相對低一點。它的電池組的最高電壓也是在592到920V,電壓也是挺高的,有的電壓大概在750—800左右。因此說儲能系統(tǒng)是由大量的單體鋰離子電池組成的,通常大家能提高電壓就提高電壓。


咱們很多文獻上都在講說我怎么去優(yōu)化配置儲能系統(tǒng),但實際上我們考慮的因素并不夠。如何優(yōu)化和配置儲能系統(tǒng)呢,我覺得應該考慮電池特性和工況需求的對接,就是大家通??紤]電池的特性的這塊考慮的比較少,你對電池的評估有限、不夠多,就隨意的配置了一下,有點像導師們知道學生的時候,根本不管這個學生能不能完成這個任務,我就直接把這個任務派給他,就讓他完成好了,最后的結(jié)果是他完不成,可靠性就下降了。


簡單過一下,鋰電池有什么特性呢?不同的溫度下的時候它表現(xiàn)出來的充放電的容量是不一樣的,一般溫度越低的時候充放電容量越小,有最適宜的溫度。倍率對它的影響,電流高話的能充進去的容量也越小。同時有上下限電壓區(qū)間的,有一個額定電壓還有上限電壓、下限電壓,工作的過程中它是在一個電壓區(qū)間內(nèi)變化的,這個電壓不是恒定的,而且還是非線性的,這跟我們通常的,比如說跟超級電容的電壓完全是不一樣的,超級電容的電壓如果沒有相變,它會隨著充電時間是一條線性變化的。


不同的電池、不同時間尺度、不同溫度的話,能夠提供的峰值功率也是不一樣的,比如說你想讓它提供某一個時間尺度的,比如10秒、20秒、30秒、50秒的,他能夠提供最大的峰值功率是不一樣的,而且各種條件下不一樣。所以你在去配置電池的時候或者是在做控制策略的時候,你要充分的考慮到電池的能力,這個圖也是我重新畫的一個圖,如果說有一些考慮不周全的地方,因為大家都是從各個角度來去研究這個儲能系統(tǒng)的,大家也可以去完善。通??赡芪覀儠?,如果我先不看這個箭頭,我就從這邊開始,一般的我會先給個全壽命周期能量功率的要求,根據(jù)這個工況的要求我來選擇,就是說這個電池的溫度范圍,還有退出的條件和使用區(qū)間我要選擇一下或者確定一下,這個條件確定了以后,我還得要知道你的電壓等級是什么樣的,比如我就是750V的額定電壓,我就可以去根據(jù)這些條件去確定電池的選型,選什么容量的、什么能量的、倍率的,還有標準工況下的壽命次數(shù)是多少次,串并聯(lián)方式是什么樣,就可以定下來。定下來以后其實最終我要算它的成本和收益,我做完了之后,說我這個成本包括哪些呢,可能這個成本不僅僅包括電池的成本,還包括代維的一些設(shè)備,比如變壓器、PCS、還有電池架一些輔助的東西,整個購置成本要算一下,能耗的計算,比如說你要從電網(wǎng)充進來的電再放出來,損失是很大的,有的專家說90%左右,其實90%有時候都到不了,所以一充一放效率損失了很多,這個地方有一個耗電的成本。


另外后期維護這個維護成本也很高,如果你用新電池還可以,如果用梯次利用電池維護成本比較高。區(qū)間壽命模型,建立電池的區(qū)間壽命模型,可以確定使用年限,這個使用年限對成本計算非常重要,收益跟你的應用場景是有關(guān)的,比如說我這個是以削峰填谷的價差來套利來寫的,這里邊比如你的峰值價差就是你的收益之一,折算補貼也是你的收益之一,還有你可以延緩電網(wǎng)的建設(shè)擴容,減少網(wǎng)損,還可以有環(huán)境收益,還有殘值計算,以壽命為年限計算凈收益,你可能覺得這個凈收益不太可觀可以重新調(diào)整這個參數(shù)重新進行優(yōu)化,最后配置出來的東西有可能會是多次閉環(huán)優(yōu)化,就是你在滿足工況的條件下去以經(jīng)濟性最優(yōu)為目標得出來這個配置。


關(guān)于鋰離子電池的優(yōu)化管理,通常我們要怎么做呢?說怎么樣進行優(yōu)化管理。電池特性和管控策略的一個對接,比如說他剛才說了有些參數(shù)必須得保證在合理的范圍內(nèi),你的電池管理要加一個管理系統(tǒng)的話,管理系統(tǒng)必須保證參數(shù)不超限。他有什么功能?就是說我們通常要加一個電池管理系統(tǒng),電池管理的功能一般要實時的監(jiān)測一些參數(shù),估計電池的狀態(tài),優(yōu)化它的效能,延長壽命,還有上傳信息這樣的一些功能,就是通信的功能。這個細化的話,比如采集參數(shù)要采集哪些、數(shù)據(jù)處理有哪些、估算有哪些、通訊有哪些。


電池管理系統(tǒng)中其實參數(shù)是很重要的,這里邊我也拿出這四個參數(shù),SOC相當于是基準參數(shù),因為對于整個系統(tǒng)而言最關(guān)心的是能量和功率,但是SOC通常作為刻度參數(shù)和基準參數(shù),SOH是維度,隨著電池衰退這些參數(shù)會變的,是一個維度。要想把參數(shù)記得準,通常要有符合需求又描述準確的參數(shù)定義,還得有高精度的參數(shù)分析方法,要想去驗證這個方法估計的準不準,還得有合適的測試方法和數(shù)據(jù)模型獲得基準值,來去驗證自己的方法準不準,還得有可復現(xiàn)的工況來對比精度。


關(guān)于SOC的定義我稍微說一下。SOC的分母用的容量值到底是什么時候的容量值,大家一直很糾結(jié),因為不同溫度的情況下容量不一樣,所以我的分母到底用哪個。索性我們做了一個標準,我們跟中汽中心一起做了標準,電動汽車電池管理的標準,我們把分母就做了一個歸一化的處理,我就只有25度的作為分母,其他溫度下所用的區(qū)間,就是25度所用的區(qū)間中間的一些區(qū)域,比如零下20度的時候用得相當于25度時候的14%到87%,這是我做的歸一化的處理,我們標準也是這么些的。這個圖說的是一致性的問題,就是說電池組里邊如果每個電池的容量和所處的位置不一樣,整組所用的是交集。SOC的估計方法也有很多各種各樣的方法,估計精度現(xiàn)在工程上用的方法其實還是以安時積分法結(jié)合電壓修整,就是說我們的卡爾曼濾波或者我們一些觀測器的方法,可以在某些特定條件下修整,但是不能一直用這種方法。


關(guān)于SOE的定義也是很糾結(jié),大家不知道怎么定義,我們現(xiàn)在的方法定義,以放出來的能量來去定義,我的分母以放出來的能量,因為這里面E1、E2、E3三個值都不一樣,只有E3可用,E1不可用,最后我們用的E3來做的。現(xiàn)在有很多方法,也有自己的優(yōu)缺點,現(xiàn)在也是基于功率積分和基于功率查表是比較可行的,這個是關(guān)于峰值功率的定義,因為峰值功率通常定義固定時間窗口內(nèi)的一個電池極限充放電的功率,它會受到很多參數(shù)的限制,我們在電池管理系統(tǒng)標準上面給出的是恒功率測試的情況,我在某一個特定的條件下,我同功率的情況下來測試,這樣就可以得到一個橫軸是充電時間、縱軸是功率的曲線,我可以做一個擬合,找到我所要的那個時間段所對應的峰值功率是多少。我們標準上也是這么些的,我們也發(fā)了論文。


SOP的測試和估算其實是有一些,比如說美國的測試手冊里面基于HPPC的計算值,還有日本的JEVS的測試,還有美國USABC手冊的測試,有很多值,但是這個值可能會有跟我剛才用功率測試的情況還是有一些誤差的。估算方法也有很多,比如基于曲線擬合的,還有MAP圖法的,還有黑箱模型的,還有基于約束參數(shù)的。


說到SOH,現(xiàn)在這個也是除了安全性以外壽命這個事情也是業(yè)內(nèi)最關(guān)心的問題,第一是安全性,第二是壽命,所謂的健康狀態(tài)就是衰退之后的參數(shù)跟起始參數(shù)之間的關(guān)系,把它定義成SOH,表征的時候大家也眾說紛紜,有基于能量的、基于內(nèi)阻的,如果說是偏功率型的電池我們用內(nèi)阻來表征,或者干脆用峰值功率來表征,這個行業(yè)里面還沒有,我們現(xiàn)在也在起草另外一個標準,就是車用的另外一個標準。


這個估計方法也有很多種,各種各樣的方法。我要提一點是說,電池現(xiàn)在是在不同的使用區(qū)間的時候它的壽命次數(shù)還是會差很多的,我們做過很多實驗,比如說我這里邊有間隔的區(qū)間的實驗,還有一些實用區(qū)間的實驗,還有基于電池相變區(qū)間循環(huán)的實驗,會發(fā)現(xiàn)這些衰退的路徑和循環(huán)次數(shù)有很大的差別,我們現(xiàn)在也在想辦法用分區(qū)間的一些衰退來去預測任意區(qū)間的衰退,因為我在用的時候不知道用哪個區(qū)間好,我測了一些數(shù)據(jù)之后,我用這個區(qū)間的數(shù)據(jù)去擬合任意區(qū)間的,我看這個區(qū)間擬合之后哪個壽命去進最長。


感謝大家的聆聽。(以上內(nèi)容根據(jù)速記整理,未經(jīng)嘉賓審核)


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