一种用于储能电站的电池组可用容量修复方法_2

文档序号:9454819阅读:来源:国知局
r>[0025](1-1)对η个电池单体分别以恒定功率Ρ/Ν充电,直至η个电池单体的电压分别达到用户设定的电池单体电压上限值u_x;
[0026](1-2)对步骤(1-1)中的η个电池单体以恒定功率Ρ/Ν放电,直至η个电池单体的电压分别达到用户设定的电池单体电压下限值Udmin,以5秒为周期,记录放电过程的电池单体电压值,将放电过程的电压记录数据组成一个数组,记为I^lk= {u dr|k 1; Udrlk 2,…,Udrjk IdJ,其中,dr表示放电过程的记录数据,k表示电池单体的序号,k = I?n,Udrjk:表示放电过程的第k个电池单体的第I个记录数据,Udrlk ldk表示放电过程的第k个电池单体的第ldk个记录数据,Idk等于放电过程的第k个电池单体的数组长度,并将放电过程的第k个电池单体的累计放电能量,记为Edr|k(k = I?η);
[0027](1-3)对步骤(1-2)中的η个电池单体以恒定功率Ρ/Ν充电,直至η个电池单体的电压分别达到步骤(1-1)中的用户设定的电池单体电压上限值Uaiiax,以5秒为周期记录充电过程的电池单体电压值,将该电池单体电压值组成一个一维数组,记为U?|k ={ucr|k !, ucr|k 2,…,u?|k ldJ,其中,Cr表示放电过程的记录数据,k表示电池单体的序号,k =I?n,ura|k:表示充电过程的第k个电池的第I个记录数据,uCT|k ldi表示充电过程的第k个电池的第Ick个记录数据,Ick等于充电过程的第k个电池的数组长度,并将充电过程的第k个电池单体的累计充电能量记为E?|k,k = I?η ;
[0028](1-4)对步骤(1-3)中的η个电池单体以恒定功率Ρ/Ν放电,直至η个电池单体电压分别达到步骤(1-2)中的用户设定的电池单体电压下限值叫_;
[0029](2)建立一个长度为步骤(1-2)中的Idk的递减等差数列Adk= {100, 100-d dk,…,心,0},其中,(^为公差,(1&= 100/(Idk-1),并建立一个长度为101的递增等差数列SOC1= !01= {0,1,2,":100},以数列Adk为自变量,以上述步骤(1-2)中的放电过程的电压记录数据数组IUlk为因变量,采用线性插值法,分别计算SOC ! = 1M中每一个元素对应的值,得到η 个长度为 101 的一维数组 Udr|k’ = {udr|k。’ , Udrjk /,...,Udrlk 100,},k = I ?n,求 η 个一维数组UdHk’中各对应元素的平均值,得到长度为101的放电过程的平均电压记录数据数组Udr= {u dr0, udrl,…,UitlJ,并计算步骤(1-2)中的平均值 E &,k = I ?η ;
[0030](3)建立一个长度为步骤(1-3)中的Ick的递增等差数列Adi,Adi= {O, dck, 2dck,…,100-dck, 100},其中,cU为公差,dck= 100/(Ick-1),以数列Ack为自变量,以上述步骤(1-3)中的充电过程的电压记录数据数组U?|k为因变量,采用线性插值法,分别计算步骤(2)中的SOC1 = 101中每一个元素对应的值,得到η个长度为101的一维数组U?|k’ ={ucr|k。’,Ucrjk /,…,U。+ 100> },k = I?n,求η个一维数组U。+’中各对应元素的平均值,得到长度为101的充电过程的平均电压记录数据数组Uct= {ucr0, ucrl,…,uCTl。。},并计算步骤(1-3)中的E?|k的平均值E cr,k = I?η ;
[0031](4)由步骤(I)中的N个电池单体串联形成的电池组以恒定功率P充电,直至N个电池单体中出现一个电池单体的电压达到步骤(1-1)中用户设定的电池单体电压上限值u_x,电池组截止充电,记录充电截止时刻的电池组中N个电池单体的电压值U。=
{uci,Uc2, ,Uc^};
[0032](5)使步骤(4)的充电后的电池组以恒定功率P放电,直至N个电池单体中出现一个电池单体的电压达到步骤(1-2)用户设定的电池单体电压下限值ud_,电池组截止放电,记录放电截止时刻的电池组中N个电池单体的电压值Ud= {udl, ud2,…,udN},并记录放电过程电池组所放出的电能,记为E ;
[0033](6)以步骤(3)中的长度为101的充电过程的平均电压记录数据数组U?为自变量,以步骤(2)中的SOC1 = M为因变量,采用线性插值法,计算步骤(4)中的充电截止时刻电池组中的N个电池单体电压值U。中每一个元素对应的值,得到充电截止时刻电池组中N个电池单体的 SOC 值 SOCc, SOCc= {SOC cl, SOCc2,...,SOCcJ ;
[0034](7)以步骤(2)中的长度为101的放电过程的平均电压记录数据数组Udr为自变量,以步骤(2)中的SOC1 = M为因变量,采用线性插值法,计算步骤(5)中的放电截止时刻电池组中N个电池单体电压值仏中每一个元素对应的值,得到放电截止时刻的电池组中N个电池单体的 SOC 值 SOCd, SOCd= {SOC dl, SOCd2,...,SOCJ ;
[0035](8)将步骤(6)中的充电截止时刻电池组中的N个电池单体的SOC值S0C。减去步骤(7)中放电截止时刻的电池组中N个电池单体的SOC值SOCd,将差值记为AS0C,计算A SOC的最大值Δ SOCnax,以及与该最大值Δ SOCniJf对应的电池单体序号1,I彡I彡N,电池单体I在数组S0C。中的值为SOC el,在数组SOCd中的值为SOC dl;
[0036](9)使上述步骤(5)的电池组以恒定功率P充电,电池组充电的电能为步骤(5)中放电过程电池组所放出的电能E的一半,即E/2 ;
[0037](10)对上述步骤(6)中的充电截止时刻电池组中N个电池单体的SOC值SOCc中的SOCdi进行判断,k = I?N,若SOC &大于上述步骤⑶中的SOC ,则对电池单体k进行单独放电,放电功率为P/N,放出的电能为(SOCek-SOCJ/100*E?,其中E?为步骤⑶中的计算值,若SOCdi小于或等于上述步骤(8)中的SOC cl,则停止电池单体k的单独放电;对上述步骤(7)中的放电截止时刻电池组中N个电池单体SOC值SOCd中的SOCdlJJ行判断,若S0Cdl/J、于步骤(8)中的SOCdl,则对电池单体k进行单独充电,充电功率为P/N,放出的电能为(SOCdl-SOCdk)/100*Edr,其中Edr为步骤⑵中的计算值,若S0Cdl/J、于或等于步骤⑶中的SOCdl,则停止电池单体k的单独充电。
[0038]下面结合附图介绍本发明方法的一个实施例:
[0039]图1是本发明方法的整体流程框图,图2是本发明方法的详细流程框图。
[0040](I)假设储能电站的电池组由200节磷酸铁锂电池单体串联形成,且电池组的额定充放电功率为100kw,标定的可用容量为10kW.h,在电池单体成组前,从所有的电池单体中随机抽取20个电池单体分别进行充放电,充放电的步骤:
[0041](1-1)电池单体以恒定功率500W充电,直至电池单体电压达到用户设定的电池单体电压上限值3.6V ;
[0042](1-2)电池单体以恒定功率500W放电,直至电压达到用户设定的电池单体电压下限值2.5V,此过程中,以5s为周期记录电池单体电压值,记为一维数组UdHk ={udr|k !, udr|k 2,…,udr|k ldk},k = I?20表示电池单体的序号,Idk等于数组的长度,且udHk ldk=2.5V,并记此步骤所放出的电能为Eitlk;
[0043](1-3)电池单体以恒定功率500W充电,直至电压达到用户设定的电池单体电压上限值3.6V,此过程中,以5s为周期记录电池单体电压值,记为一维数组U?|k ={ucr|k !, ucr|k 2,…,ucr|k 1CJ ,k = I?20表示电池单体的序号,Ick等于数组的长度,且ura|k lck=3.6V,并记此步骤所放出的电能为E?|k;
[0044](1-4)电池单体以恒定功率500W放电,直至电压达到用户设定的电池单体电压额定值3.2V ;
[0045](2)当k变化时,步骤⑴中的一维数组UdHk的长度Idk也会发生变化,通过线性插值法统一所有一维数组仏+的长度。定义公差d = 100/(Idk-1),长度为Idk的递增等差数列A = {O, d, 2d,…,100-d,100},定义公差d = 1,长度为101的递增等差数列SOC ={O, I, 2,…,100} 4和SOC都可视为电池的剩余能量,以数列A为自变量,一维数组UdHk为因变量,采用线性插值法计算SOC中每一个元素对应的值,形成长度为101的一维数组UdHk’={udr|k。’,udr|k /,…,udHk機,},数组的数量共20个,求20个数组对应元素的平均值,得到新的长度为101的一维数组Udr= {u dr0, udrl,…,UdrltxJ,其中UdriJ= 2.5V,并计算E <^的平均值Edl^
[0046](3)同理,分别对步骤⑴中所有的一维数组U?|k,定义公差d= 100/(Ick-1),长度为Ick的递减等差数列A = {100,100-d, 100-2d,...,d,0},定义公差d = 1,长度为101的递增等差数列SOC = {O, 1,2,…,100},以数列A为自变量,一维数组U?|k为因变量,采用线性插值法计算SOC中每一个元素对应的值,形成长度为101的一维数组u?|k’ ={ucr|k。’,Ucrjk /,…,u?|k 100? },数组的数量共20个,求20个数组对应元素的平均值,得到新的长度为101的一维数组Ura= {u cr0, ucrl,…,uOTl。。},其中Uot1qq= 3.6V,并计算Eralk的平均值E?;
[0047](4)在电池单体成组后
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