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综述丨退役锂离子电池健康状态评估方法

北极星储能网  来源:储能科学与技术  作者:李金东等  2019/9/30 9:55:56  我要投稿  

北极星储能网讯:摘要:从电动汽车中退役的锂离子电池仍然具有较高的容量,可以应用于对电池性能要求较低的场合,实现梯次利用。梯次利用锂离子电池可以应用于家庭和商业储能、移动电源、电网储能、通信基站、低速电动车等领域。

(来源:微信公众号“储能科学与技术” ID:esst2012 作者:李金东等)

研究背景

近年来,在生态文明建设的倡导下,我国新能源汽车行业快速发展。2017年,我国纯电动车和插电混合动力乘用车保有量达到122.78万辆,占全球电动乘用车保有量的40%。电动汽车中锂离子电池的容量降至初始容量的70%~80%时就不再适合在电动汽车中继续使用,需要从车上退役。从电动汽车中退役的锂离子电池仍然具有较高的容量,可以应用于对电池性能要求较低的场合,实现梯次利用。梯次利用锂离子电池可以应用于家庭和商业储能、移动电源、电网储能、通信基站、低速电动车等领域。

预计到2025年,我国动力电池梯次利用市场规模将达到282亿元。2018年我国七部门出台的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》中鼓励电池生产企业与综合利用企业合作,按照先梯次利用后再生利用的原则对废旧蓄电池进行综合利用。由于退役锂离子电池组中的单体电池之间存在不一致性,因此退役电池健康状态(SOH)评估成为了梯次利用的关键问题。

重点内容导读

由于电池组中电池单体之间存在性能差异,退役锂离子电池在投入梯次利用前需要借助健康状态(SOH)评估技术进行电池单体的分类与配组。健康状态评估系统的构建涉及电池建模、电池测试、数据处理、算法开发等各种技术问题。目前通过基于模型的参数识别与直接提取健康因子是构建SOH评估体系的两种主要思路。在电池模型的简化、测试工况的设计、健康因子的选择和算法的应用与优化等方面已经有了很多研究。

如何在缩短电池测试时间的同时提高评估系统的泛化能力是目前该研究领域的主要问题,这些问题的解决对于SOH评估系统真正在梯次利用锂离子电池的产业化中发挥作用至关重要。在未来的研究中通过优化测试工况和数据融合等技术,有望开发出性能更好的SOH评估系统。

结论

能否以较低的成本实现退役锂离子电池的SOH评估从而进行分类配组是梯次利用锂离子电池真正实现产业化应用的关键。

目前的SOH评估技术存在的主要问题是电池测试时间较长以及评估系统的泛化能力不强。

未来的主要研究方向主要有以下几点:从电化学机理分析出发,构建模拟精确且便于应用的电池模型;设计耗时更短的测试工况并且尽可能反映电池内部的老化特征;开发精度更高适应性更强的算法进行参数识别、健康因子提取以及预测模型构建;通过数据融合等技术提高模型的泛化能力。


原标题:退役锂离子电池健康状态评估方法综述

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