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题目:储能电站中锂离子电池健康状态估算方法研究

关键词:储能电站;磷酸铁锂电池;电池组;SOH估算;线性归一化

  摘要


伴随着国民经济的快速发展,我国电力需求不断增大,电网负荷峰谷差也呈逐年加大趋势。分布式储能系统可以有效地调节峰谷差,从而保障电网运行的安全与高效。目前,电池组储能电站因具有不依赖地势、增扩容快捷等优点而倍受青睐。然而,电池在使用过程中会不断老化,这将直接影响储能电站的使用寿命和工作性能。通常情况下,采用电池的健康 状态(SOH , state of health)来表征电池的老化程度,因此,准确快速的掌握储能电站中电池的SOH 就显得尤为重要。

论文首先针对中航锂电SE60AHA型号磷酸 铁锂电池展开研究,发现电池在相同放电条件下的电压变化趋势具有较高的相似度。在此基础上,运用线性归一化方法,对具有不同SOH的电池在相同 倍率 放电电流下的电压曲线进行归一化处理,再通过多项回归法求解出归一化曲线的基准线。基于归一化基准线确立电池电压与电池荷电状态(SOC,state of charge)的对应关系,并以此作为电池SOH 估算方法的基础 模型。而后,结合电池SOH定义、电池SOC概念以及中航锂电SE60AHA型号磷酸 铁锂电池特性,完成电池SOH估算方法的设计。

依据所设计的估算方法,本文研制完成一套电池SOH估测装置,其中包括供电模块、DSP 主控制模块、数据存储模块、CAN 通讯模块、RS485 通讯模块以及显示输出模块。本装置可以通过液晶触摸屏 完成人机交互,实现对电池组各项信息的采集与显示,并能够在线完成电池SOH的估算。应用本装置在磷酸铁锂电池组储能电站平台上进行实验,验证了SOH估算方法的实用性和准确性。