一种单电感串并联电池组均衡方法 被引量：19

1

作者 郭向伟 刘震 +2 位作者 康龙云 胡治国 耿佳豪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期87-95,共9页

利用电感储能特性,提出一种基于单电感的串并联电池组均衡方法。充放电过程,均衡能量可以在串并联电池组内任意单体间转移,同时实现高电量单体的放电均衡和低电量单体的充电均衡;具有结构简单,控制简单,体积小,易扩展的特点。首先阐述... 利用电感储能特性,提出一种基于单电感的串并联电池组均衡方法。充放电过程,均衡能量可以在串并联电池组内任意单体间转移,同时实现高电量单体的放电均衡和低电量单体的充电均衡;具有结构简单,控制简单,体积小,易扩展的特点。首先阐述均衡拓扑的结构和工作原理,其次对参数设计过程及相应的控制策略进行详细分析;在此基础上,通过仿真研究了新型均衡方法的均衡速度及均衡效率表现;最后以荷电状态作为均衡指标,搭建“四串两并”实验平台,验证了所提均衡方法在电池组充电、放电、动态工作过程的有效性。实验结果表明,所提均衡方法可以使串并联电池组各单体荷电状态差异小于4%,能够显著改善电池组的一致性。 展开更多

关键词 电感储能 单电感 串并联 电池组 均衡方法 荷电状态

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储能用锂离子电池组热管理结构设计 被引量：17

2

作者 王丽娜 杨凯 +1 位作者 惠东 张慧卿 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1351-1353,共3页

利用风扇强制对流换热,对储能用锂离子电池组进行热管理结构设计和性能研究。通过利用软件STAR-CCM+的包面、多面体网格生成及其求解等功能,对热管理结构设计进行数值模拟,分析了电池散热结构的温度场和流场分布情况,结果表明:电池箱具... 利用风扇强制对流换热,对储能用锂离子电池组进行热管理结构设计和性能研究。通过利用软件STAR-CCM+的包面、多面体网格生成及其求解等功能,对热管理结构设计进行数值模拟,分析了电池散热结构的温度场和流场分布情况,结果表明:电池箱具有良好的温度一致性,系统冷却效果良好。 展开更多

关键词 储能 电池组 热管理 数值模拟

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磷酸铁锂电池组典型储能工况循环老化研究 被引量：7

3

作者 王德顺 薛金花 马林康 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第4期371-375,共5页

电化学储能系统在调节新能源发电功率波动,电网侧和用户侧削峰填谷场合已经有大规模应用。磷酸铁锂电池由于性能较稳定、循环寿命长、安全性高等特点,被广泛应用到电化学储能领域。然而,电池组容量及其一致性会随使用时间增加而发生劣化... 电化学储能系统在调节新能源发电功率波动,电网侧和用户侧削峰填谷场合已经有大规模应用。磷酸铁锂电池由于性能较稳定、循环寿命长、安全性高等特点,被广泛应用到电化学储能领域。然而,电池组容量及其一致性会随使用时间增加而发生劣化,使模组可用容量和能量降低,直接影响电池组的使用寿命。以磷酸铁锂电池模组为研究对象,采用储能电站峰谷调节工况对电池组进行循环测试,研究了电池老化特性及电池组SOC一致性随循环的变化规律并分析其原因,得到的结论可以给电池组的维护提供依据。 展开更多

关键词 储能电池组 一致性 容量增量分析 电池衰退

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基于Icepak的船舶储能电池散热特性仿真分析 被引量：5

4

作者 姚凤翔 王检耀 +1 位作者 王鸿东 易宏 《计算机仿真》 北大核心 2023年第1期517-522,538,共7页

目前全电船舶储能系统主要由锂电池构成,对其进行合理的热设计是保证储能系统安全可靠运行的关键。以某型船用储能电池包为研究对象,分别设计其风冷和水冷散热系统,基于Icepak软件进行两类冷却系统的散热特性仿真及评估。通过改变风冷... 目前全电船舶储能系统主要由锂电池构成,对其进行合理的热设计是保证储能系统安全可靠运行的关键。以某型船用储能电池包为研究对象,分别设计其风冷和水冷散热系统,基于Icepak软件进行两类冷却系统的散热特性仿真及评估。通过改变风冷散热系统的入口风速、风扇半径、风扇数量,以及液冷散热系统的冷却液流速、冷却液入口温度等参数,对比分析参数变化对系统散热效果的影响,为全电船舶储能系统散热方案的选取和散热系统的设计提供依据。 展开更多

关键词 储能电池包 风冷散热系统 液冷散热系统 温度分布 参数影响

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储能电池组初期短路故障检测与定位方法研究 被引量：5

5

作者 石鑫 尹建光 +2 位作者 李方伟 闫文晶 姜帅 《山东电力技术》 2023年第4期64-71,共8页

短路故障是储能电池组典型故障之一,尤其初期短路故障不易被检测。为避免初期短路故障对储能电池组运行安全的不利影响,提出一种基于交错量测拓扑的储能电池组初期短路故障检测和定位方法。首先,将基于滑动窗口采样所得数据集进行归一... 短路故障是储能电池组典型故障之一,尤其初期短路故障不易被检测。为避免初期短路故障对储能电池组运行安全的不利影响,提出一种基于交错量测拓扑的储能电池组初期短路故障检测和定位方法。首先,将基于滑动窗口采样所得数据集进行归一化处理,并通过对数据集进行统计分析得到基于特征分解的故障检测指标;然后,进一步理论推导故障检测阈值同故障可检测幅值之间的量化关联;最后通过评估异常特征贡献度确定故障位置。经电池组仿真和故障模拟验证,当单电池发生初期短路时,能够在6.4 s内完成对0.5 C等效短路电流下的初期短路故障的准确检测定位,表明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 储能电池组 短路故障 故障检测 故障定位 特征分解

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“锂离子电池—超级电容”混合储能系统的建模与状态估计 被引量：4

6

作者 王冠 李相俊 +2 位作者 孙振广 董立志 郑岳久 《电子测量技术》 北大核心 2023年第1期103-111,共9页

在混合储能系统中,状态估计是进行各储能元件间功率分配和控制策略调整的基础。为减小状态估计误差对后续能量管理的影响,以“锂离子电池-超级电容”混合储能系统为研究对象,进行建模仿真和精确状态估计。首先在辨识基本元件参数后,基... 在混合储能系统中,状态估计是进行各储能元件间功率分配和控制策略调整的基础。为减小状态估计误差对后续能量管理的影响,以“锂离子电池-超级电容”混合储能系统为研究对象,进行建模仿真和精确状态估计。首先在辨识基本元件参数后,基于电路的物理结构,在MATLAB/Simulink环境中搭建了混合储能系统仿真模型,用于快速准确的模拟实物实验。然后综合复杂度和估计精度考虑,重新选择以整体形式的理念建立了电池组和超级电容组模型,用于配合“EKF-两点法”进行荷电状态与健康状态的联合估计。最后,经实验验证表明,状态估计误差都在5%以内,即建立的仿真模型能够准确反映元件运行特性且联合状态估计算法精度较高。 展开更多

关键词 混合储能系统 锂离子电池组 超级电容组 仿真模型 状态估计

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典型调峰/调频工况下储能电池组荷电状态估计

7

作者 朱沐雨 马宏忠 +1 位作者 郭鹏宇 宣文婧 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第6期18-26,共9页

针对储能电池组在电网典型储能工况下荷电状态(state of charge,SOC)估算精度较低的问题,提出一种基于核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)-鹈鹕优化(pelican optimization algorithm,POA)-双向门控循环单元(bidire... 针对储能电池组在电网典型储能工况下荷电状态(state of charge,SOC)估算精度较低的问题,提出一种基于核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)-鹈鹕优化(pelican optimization algorithm,POA)-双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,Bi GRU)的SOC估计模型。通过设计调峰/调频工况下电池组充放电实验,从数据中提取表征SOC变化的融合特征作为模型输入;分别构建不同工况下Bi GRU网络,并利用POA对其超参数进行优化,提高模型性能;进一步在混合工况下验证模型的有效性。结果表明,所建模型有着更好的SOC估计效果和更强的鲁棒性,能够提高复杂储能工况下储能电池组SOC估计精度。 展开更多

关键词 储能电池组 荷电状态估计 调峰调频 鹈鹕优化 双向门控循环单元

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储能锂电池包浸没式液冷系统散热设计及热仿真分析

8

作者 李岳峰 徐卫潘 +6 位作者 韦银涛 丁纬达 孙勇 项峰 吕游 伍家祥 夏艳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3534-3544,共11页

作为最主流的储能电池液冷技术,间接冷板冷却技术相比风冷技术虽然实现了在电池换热和均温效果上的突破,但仍存在着电芯顶底区域温差过大、液冷管路循环阻力过大和功耗过高等问题。为解决这些问题,本工作以某型电池包作为研究对象,设计... 作为最主流的储能电池液冷技术,间接冷板冷却技术相比风冷技术虽然实现了在电池换热和均温效果上的突破,但仍存在着电芯顶底区域温差过大、液冷管路循环阻力过大和功耗过高等问题。为解决这些问题,本工作以某型电池包作为研究对象,设计了一种新型的直接浸没式电池包冷却系统,即采用直接浸没式冷却技术将电池包直接置于冷却液中冷却。通过数值仿真对该浸没式系统进行了温度场和流场特性的评估,并与冷板式冷却系统进行对比。接着分别探究了浸没冷却液流量、电芯间距和喷射孔数量对于浸没电池包温度场的影响。研究发现:相比于冷板冷却系统,浸没式冷却系统下电池包顶面最高温度和最大温差均明显下降,系统整体冷却性能显著提升;同时浸没电芯顶底区域最大温差大幅度缩小,有效解决了冷板冷却时存在的顶底区域温差过大的问题;随着冷却液流量和电芯间距的增加,电池包顶面最高温度和最大温差均不同程度下降,但其温度下降率逐渐下降;喷射孔数量的增加使得电池包顶面最高温度略微下降,但最大温差明显提升。 展开更多

关键词 储能电池包 直接浸没式冷却 热特性

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基于“口琴板”强化280 Ah储能电池组热管理的实验研究

9

作者 康芳明 苏庆宗 +1 位作者 马庆 王亚雄 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期179-184,共6页

基于对风冷电池组热管理的研究,开发了一种新型“口琴板”风冷式储能电池组热管理系统。研究了不同放电倍率下,自然对流、入口风速、环境温度对热管理系统温度场和流场分布的影响。结果表明,在1.5 C放电倍率下,入口风速为10 m/s、环境... 基于对风冷电池组热管理的研究,开发了一种新型“口琴板”风冷式储能电池组热管理系统。研究了不同放电倍率下,自然对流、入口风速、环境温度对热管理系统温度场和流场分布的影响。结果表明,在1.5 C放电倍率下,入口风速为10 m/s、环境温度为25℃时,储能电池组的最高温度为42.26℃、最大温差为3.2℃。此外,“口琴板”可有效提升储能电池组内部温度分布的均匀性,显著降低电池组的最高温度,为大容量方形储能电池风冷热管理组件的开发优化提供了一定的基础理论和实验数据支撑。 展开更多

关键词 风冷 口琴板 储能电池组 对流换热 热管理

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储能电站蓄电池SOC在线最优估计 被引量：2

10

作者 黄世回 蔡启仲 王汝钢 《广西工学院学报》 CAS 2013年第2期40-45,共6页

储能电站中需要准确地掌握蓄电池组充电、放电两种在线工作状态的实时荷电状态(SOC),针对这一工程应用背景,通过改进的蓄电池电路模型,联合修正的E-SOC关系,分充电和放电两个状态,建立了Kalman滤波器状态空间方程,运用Kalman滤波算法,... 储能电站中需要准确地掌握蓄电池组充电、放电两种在线工作状态的实时荷电状态(SOC),针对这一工程应用背景,通过改进的蓄电池电路模型,联合修正的E-SOC关系,分充电和放电两个状态,建立了Kalman滤波器状态空间方程,运用Kalman滤波算法,实现了恒温下对储能电站蓄电池组充放电状态实时SOC的优化估计.实验仿真结果表明:本方法合理简单,符合储能电站蓄电池组对SOC估计的精度要求,具有很强的工程实用性. 展开更多

关键词 荷电状态 储能电站 蓄电池组 卡尔曼滤波器 电池模型

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储能液冷电池包特点及改进研究 被引量：1

11

作者 张建府 《电力安全技术》 2023年第10期48-51,共4页

分析了电池包液冷方式相比空冷方式的优势和现有商用液冷电池包的不足,并利用CFD技术对电池包温度场进行模拟,结果显示仅采用底部冷却的大底板冷却方式时,电芯本体上下温差较大。通过传热分析,提出了三种电池包液冷设计改进方案。同时,... 分析了电池包液冷方式相比空冷方式的优势和现有商用液冷电池包的不足,并利用CFD技术对电池包温度场进行模拟,结果显示仅采用底部冷却的大底板冷却方式时,电芯本体上下温差较大。通过传热分析,提出了三种电池包液冷设计改进方案。同时,针对大容量储能电站应用场景,提出集中式冷水机组方案,并提出冷却方案设计时考虑消防功能、优化温度测点布置及充放电控制算法等改进建议。 展开更多

关键词 储能电站 液冷电池包 电芯温度 热失控

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配电台区电池储能系统优化均衡控制研究

12

作者 吴毅 孟亚宏 +3 位作者 张怡 周铁 刘继 魏业文 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1655-1663,共9页

电力系统配电台区作为电能分配的关键单元,其核心部件储能电池组的显著特点是单体数量众多,针对储能电池组内各单体不可避免的一致性差异,提出一种基于K-means聚类的储能电池组自适应群组均衡控制方法。首先,引入一种均衡能量可以在任... 电力系统配电台区作为电能分配的关键单元,其核心部件储能电池组的显著特点是单体数量众多,针对储能电池组内各单体不可避免的一致性差异,提出一种基于K-means聚类的储能电池组自适应群组均衡控制方法。首先,引入一种均衡能量可以在任意单体间或包含任意数量单体的电池模块间转移的均衡拓扑;其次,提出群组均衡思想,通过K-means聚类将需要充、放电的相邻单体聚类成组,实现均衡能量在包含不同个数相邻单体的电池群组间转移;最后,通过仿真实验,验证了所提聚类群组均衡控制相比于基于极差的单体对单体均衡控制,初始SOC分布“中间高,两边低”“两边高,中间低”以及“均衡分布”的情况下,在保证均衡效率的同时,均衡速度分别提高了34.8%、19.8%和17.6%。仿真结果表明,基于K-means聚类的储能电池组群组均衡控制相比于单体对单体的均衡控制,可以显著提高均衡速度。本研究提出了大数量单体构成的储能电池组的群组均衡思路,有助于提高储能电池组的均衡速度,进而提高其能量利用率、循环寿命及安全性,促进储能电池组的应用。 展开更多

关键词 K-MEANS 一致性差异 储能电池组 群组均衡 均衡速度

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基于OptiStruct的储能电池包运输条件下的结构安全分析与优化

13

作者 白聪儿 汪小芳 +2 位作者 黄文强 彭宪州 刘勇 《机电工程技术》 2023年第10期207-210,共4页

储能电池包的运输过程是其结构强度评估关注的重点,对电池储能系统的可靠性具有重要的意义。为实现某型储能电池包在运输条件下的结构安全性设计,基于有限元分析方法建立电池包精细化仿真模型,研究电池包模态与极限工况下的强度。通过... 储能电池包的运输过程是其结构强度评估关注的重点,对电池储能系统的可靠性具有重要的意义。为实现某型储能电池包在运输条件下的结构安全性设计,基于有限元分析方法建立电池包精细化仿真模型,研究电池包模态与极限工况下的强度。通过扫频测试,从频率和振型上验证了模型的有效性,仿真与测试各阶频率偏差不超过10%;提出了满足频率和强度要求的结构设计。结果表明,电池包前3阶模态主要为电池模组振动,振型分别为模组横向、垂向与扭转;极限工况下,电池包应力主要集中在端板与下箱体连接部位,其余部件应力水平较低;优化设计后,电池包第1阶固有频率由15.3 Hz提高到23.4 Hz,极限应力由1 594 MPa下降到321.2 MPa,满足结构安全性要求。分析和优化方法对储能电池包在运输条件下的结构设计具有现实的指导意义。 展开更多

关键词 储能电池包 运输条件 模态 强度分析 结构优化

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一种基于LLC谐振变换的充电电源设计

14

作者 时金林 谢春 +1 位作者 周涛 赵小飞 《通信与广播电视》 2021年第1期49-56,共8页

针对不间断电源或应急电源系统中储能电池包的充电需求,设计了基于半桥拓扑LLC谐振软开关技术的充电电源。详细介绍了半桥LLC谐振变换器的工作原理,结合产品充电指标,对关键器件进行了计算选型,并通过软件仿真验证参数设计的合理性。随... 针对不间断电源或应急电源系统中储能电池包的充电需求,设计了基于半桥拓扑LLC谐振软开关技术的充电电源。详细介绍了半桥LLC谐振变换器的工作原理,结合产品充电指标,对关键器件进行了计算选型,并通过软件仿真验证参数设计的合理性。随后提供了充电电源的主要硬件原理图,结合充电特性对环路控制进行了描述。通过样机测试表明该电源转换效率高,输出稳压稳流精度好,能实现储能电池的充电功能要求,设计方案合理有效。 展开更多

关键词 储能电池包 LLC谐振软开关 充电特性 环路控制

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基于电压极差特征的储能电池组早期健康状态检测

15

作者 朱沐雨 马宏忠 宣文婧 《电机与控制应用》 2024年第2期1-9,共9页

为了更加高效地评估储能电池组的健康状态(SOH),提出一种基于电压极差特征的早期健康状态检测方法。首先基于大容量磷酸铁锂储能电池组开展循环老化试验,测量每次循环的电压极差信号,并从中提取关键时间点的电压特征;其次,基于皮尔逊(Pe... 为了更加高效地评估储能电池组的健康状态(SOH),提出一种基于电压极差特征的早期健康状态检测方法。首先基于大容量磷酸铁锂储能电池组开展循环老化试验,测量每次循环的电压极差信号,并从中提取关键时间点的电压特征;其次,基于皮尔逊(Pearson)相关系数及灰色关联度分析法(GRA)筛选与电池组老化高度相关的健康因子。最后,通过麻雀搜索算法(SSA)优化双向长短时记忆网络(BiLSTM)的超参数,搭建SSA-BiLSTM健康状态估计模型,实现储能电池组SOH评估;并结合常规机器学习算法验证了健康因子的有效性和估计模型的优越性。结果表明,所提取充放电静置30 min的电压极差特征能够有效反映电池组容量衰退趋势,多种模型验证下SOH估计误差均低于±0.8%。其中,本文所提出的SSA-BiLSTM模型均方根误差(RMSE)低至0.07%。因此该方法能够有效地对大容量储能电池组的SOH实现在线监测。 展开更多

关键词 磷酸铁锂储能电池组 健康状态评估 电压极差 麻雀搜索算法 双向长短时记忆网络 在线监测

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并联锂离子电池组建模及不均衡电流分析 被引量：2

16

作者 王开让 刘辉 +3 位作者 邹乃鹏 张彩萍 董建明 刘迪 《全球能源互联网》 CSCD 2023年第2期179-185,共7页

近年来电池储能以其响应速度快、能量密度高等优点,在电力系统中发挥重要作用。为满足实际应用的要求,电池储能系统需要将电池或电池组并联从而达到较高的可用容量,但并联电池在实际中受内阻、容量、荷电状态(SOC)等影响将出现电流不平... 近年来电池储能以其响应速度快、能量密度高等优点,在电力系统中发挥重要作用。为满足实际应用的要求,电池储能系统需要将电池或电池组并联从而达到较高的可用容量,但并联电池在实际中受内阻、容量、荷电状态(SOC)等影响将出现电流不平衡现象,一定程度上制约了电池充放电电流和使用条件,影响了电池性能。针对并联电池组支路电流采集过程繁琐且状态估计复杂的情况,以电池的二阶等效电路为基础,结合回路电流法建立了并联电池组的仿真模型。模型能够根据锂电池的性能参数及状态方程实现并联支路电流的计算,进而估计并联电池组的状态,省去了对并联支路电流的检测环节。同时重点研究了并联电池组的支路不均衡电流现象,以磷酸铁锂电池为例,分析了并联电池组的充电特性。针对并联电池组的支路不均衡电流影响因素较为复杂、难以解耦的特性,采用控制变量法,通过模型详细分析了内阻、容量、初始SOC等因素对支路电流点的影响,为并联电池组的设计、成组优化及性能分析提供了参考。 展开更多

关键词 锂电池储能 并联电池组 回路电流 支路不均衡电流

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电池包自动安装设备结构设计与应用 被引量：1

17

作者 章丽 《机械工程与自动化》 2023年第6期123-124,共2页

电池包自动入集装箱是储能箱电池包安装的关键环节,设计了储能箱电池包自动安装设备的主要结构及技术参数。经实际应用,此设备自动化程度高、工作节拍快、稳定性高,对后续项目具有重要的参考价值。

关键词 储能箱 电池包自动安装设备 主要结构 技术参数

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高压大容量储能变流器电池组的平衡控制

18

作者 于连勇 《科技创新与应用》 2020年第18期143-144,共2页

电能是现代社会的主要能源之一,随着社会的快速发展对于电能的需求也在不断的增强。电池是移动储能的重要载体,在现代社会有着诸多的应用。手机、笔记本电脑等都需要大量的优质电池。现代新能源汽车产业对于高性能电池的需求也在逐年增... 电能是现代社会的主要能源之一,随着社会的快速发展对于电能的需求也在不断的增强。电池是移动储能的重要载体,在现代社会有着诸多的应用。手机、笔记本电脑等都需要大量的优质电池。现代新能源汽车产业对于高性能电池的需求也在逐年增加,现今的大容量储能电池多采用的是电池组串联的方式构成,但是由于各电池性能的差异致使其在充放电的过程中容易出现过充、欠充等问题。文章在分析电池组充放电过程中所存在问题的基础上提出了一种级联H桥储能变流器平衡策略。 展开更多

关键词 高压大容量电池 H桥储能变流器 电池组 充放电

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