CN109465209A - 一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法 - Google Patents

一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，包括：对废弃的动力电池通过电池共用管理器进行筛选，将不同型号、容量、新旧的电池进行分组，并将折旧率超过阈值的电池剔除，对废弃的动力电池通过电池共用管理器进行筛选，将不同型号、容量、新旧的电池进行分组，通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除。利用梯级电池逐步替代存量铅酸电池，实现资源充分利用，逐步淘汰铅酸电池，避免资源浪费。本发明电池利用过程能够保证梯级电池利用的参数要求，并且有效避免了对电池的浪费及破坏，筛选方法精准高效，保证了梯级电池利用的安全性和可靠性。

Description

一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法
技术领域
本发明涉及移动通信电池技术领域，具体涉及涉及一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法。
背景技术
梯级电池各项性能指标优于铅酸电池，完全满足基站应用。梯级电池相比铅酸电池在循环寿命、能量密度、高温性能等方面具备一定优势，各项性能指标优于铅酸电池。梯级电池在技术上完全满足现网各种工况备电需求，不同循环寿命梯级电池适用于不同应用场景，经济效益明显。
目前梯级电池应用方法主要有三种：电芯级重组方案、模组级重组方案和PACK封装应用方案，对于梯级电池应用的核心在于需要根据电池的外特性参数，对电池的性能进行判断并分选，并以此作为电池成组的依据。且对于梯级利用的动力电池，由于其安全性能和电化学性能的下降，因此在使用前，需对其健康状态和安全性进行评估。
现有技术中具有一些对梯级电池的利用方法，现有的方法存在一些技术问题，例如专利号CN102396099的技术方案，其对梯级电池的利用是采用对废旧铅酸动力电池负极板的回收利用，其回收工艺复杂，回收成本高；例如现有的技术方案，其动力电池回用步骤包括(1)外观识别，(2)性能特性分析，(3)微观结构变化，其优点是能够通过无损检测手段和方法对梯级利用动力电池进行筛选，但是其不足之处在于，筛选步骤过于简单，分类方法粗糙，筛选后的动力电池循环使用匹配率较低。
发明内容
针对现有技术的不足，需要提供一种动力电池梯级利用方法，来判断动力电池的性能来实现梯级利用动力电池的分选。本方法通过改进的方法步骤，主要采用无损检测方式，无需复杂工艺，回收成本较为低价；其次本发明的梯级电梯利用方法在现有的筛选步骤中进行改进，增加对电池进行分组并进行余能测试，并设计梯级电池利用装置用于安置配置分选好的电池，使得整个动力电池得到最高效的再利用。
为实现上述目的，本发明提供了基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，包括以下步骤：
步骤1：对废弃的动力电池通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除，将剩余的动力电池根据电量范围或PCM相变材料(PCM-Phase Change Material)质量进行分组；
步骤2：余能测试：将步骤1分组后的动力电池分别进行余能测试，并判断放电容量是否满足预设的余能要求，即判断电池余量是否达到预设标准，将没有达到预设标准的电池剔除，进入步骤3；
步骤3：将满足余能要求的动力电池进行性能特性分析，该性能特性分析包括历史运行参数分析和基本参数试验分析，剔除不符合条件的动力电池；
步骤4：将步骤3分析后的动力电池进行内部结构扫描，扫描方式通过核磁共振成像或工业CT(工业CT(industrial computerized tomography)是指应用于工业中的核成像技术)，并将扫描结果进行分析，判断内部结构形变量是否超出阈值，将超出阈值的动力电池剔除，进入步骤5；
步骤5：将步骤4得到的动力电池根据不同类别置于梯级电池利用装置的不同空间内。
步骤1中，所述对废弃的动力电池通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除具体包括：利用摄像机获取动力电池的影像并进入计算机中进行大数据运算，将该动力电池的外观进行大数据筛选，将外观变形、裂纹、漏液、表面干燥、外伤、排列不整齐、连接口断裂、破损、腐蚀、污染、标志模糊的动力电池剔除(参考文献：GB/T 31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法，QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池，GB/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法，QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池，GB/T 31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法，QC/T 743-2006电动车用锂离子蓄电池)，并将剩余的动力电池分为小型标准化动力电池、插拔式动力电池和双相变流动力电池。
所述小型标准化动力电池是电量L范围为2kWh≤L＜500kWh，输出功率及输入功率W范围为0.6kW≤W＜300kW的动力电池；
插拔式动力电池是电量L范围为500kWh≤L＜2000kWh，输出功率及输入功率范围为300kW≤W＜kW的动力电池；
双相变流动力电池是具有变相材料PCM冷却的镍氢动力电池，其筛选标准为：筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池.
通过如下公式计算出双相变流动力电池保持在正常工作温度26℃-48℃之间的PCM质量，从而筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池：
公式中，Qdis为电池放出的热量，单位为J；Mpcm为PCM的质量，单位为kg；CP为PCM的比热容，单位为J×Kg-1×K-1；Tm、Ti分别为PCM的熔点温度以及PCM的初始温度，单位为℃；H为PCM的相变潜热，单位为J/kg或者J/g。
步骤2中，对于小型标准化动力电池，其余能计算方法为：将小型标准化动力电池进行充电，将充电后的动力电池在20℃±5℃以1I5(单位为A)的电流放电，至电池电压达到放电终止电压时停止放电并记录放电时间，I5是指动力电池5h率放电电流值；用1I5的电流值和放电时间数据计算放电容量，判断放电容量是否满足预设的余量要求，即判断该放电容量C是否满足C≥100AH，若是，则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则，若该放电容量C＜100AH，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池；
对于插拔式动力电池，其余能计算方法为：在充放电机上对插拔式动力电池进行充电和放电测试，当插拔式动力电池处于充电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC＝Kc×I×Δt，其中I为流经插拔式动力电池的充电电流值，其范围为2A≤I≤20A，Kc为修正指数，其范围为0.9≤Kc≤1.1，动力电池时间t时刻的剩余容量Ct＝C0+ΔC，C0为初始容量；
当插拔式动力电池处于放电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC2＝Kd×I×Δt，动力电池时间t时刻的剩余容量Ct2＝C0-ΔC2，若则判定为该动力电池余量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池；
对于双相变流动力电池，其余能计算方法为：测量初始时间t0中的初始电池电压V0和初始电池温度T0，每间隔Δti秒(一般为1-5s)测定电池电压Vi和电池温度Ti，SOCi为间隔i个Δti秒后电池的剩余容量若SOCi≥50AH,则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池，Vi-1表示第i-1个Δti秒的电压。
步骤3包括：
分析历史运行参数时，不满足下列任何一条件的动力电池，直接剔除：
在1.5-2.0倍率的条件下进行充电，至电压达到5.5-6.0V的次数≤10次；
在1.5-2.0倍率的条件下进行放电，至电压达到2.0-3.0V的次数≤10次；
在60-100℃高温下运行次数≤10次；
使用年数少于10年；
电池常温5h率放电容量大于标准值的80％；
所述基本参数试验分析包括测试并记录电池的参数，电池的参数包括：电压、内阻、容量、高低温性能和荷电保持能力，常温是25℃±3℃，高温为55℃±3℃，低温为-25℃±3℃，分析基本参数试验时，先进行电压检测：如果检测值为零或者低于放电截止电压的，直接剔除该动力电池；放电终止电压为企业技术条件规定的放电终止电压，范围为2-5V，如果不满足，则直接剔除该动力电池；
然后进行内阻测试：对于电压测试合格的电池，测其内阻，若内阻增加大于初始值的1.8倍，则直接剔除；
对于内阻测试合格的动力电池，如果不满足下列任一条件，直接剔除：
在常温20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量大于额定值的70％；
在常温20℃±5℃条件下，0.5倍率下放电容量大于额定值的65％；
在低温-20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的80％；
在高温60℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的60％；
常温20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的85％，高温60℃±5℃条件下及低温-20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的65％。
步骤4中，利用工业CT对步骤4筛选出来的电池进行内部结构无损检测，形成三维成像，若检测发现电池内部存在极片凸起现象，则剔除该电池，并对剩余电池利用Li核磁共振成像仪对电池的碳负极进行无损检测，若该碳负极上存在的锂纤维含量≥10％，则判定该动力电池为不合格电池，剔除该动力电池。
步骤5中，梯级电池利用装置包括用户需求测算单元、溯源标签和电费结算单元，所述用户需求测算单元以服务协议为依据测算用户需求，所述溯源标签为每一个动力电池进行溯源跟踪，并实时将溯源信息发送回梯级电池利用装置，所述电费结算单元根据动力电池的电费信息进行结算并记录。
光伏基站包括有离网型光伏基站和并网型光伏基站，其中，离网型光伏基站由光伏组件、普通逆变器和一体化控制器组成，所述一体化控制器与梯级电池利用装置连接。
区别于现有技术，上述技术方案具有以下有益效果：
本发明通过一个精准匹配精密设计的基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，利用方法通过改进的方法步骤，主要采用无损检测方式，无需复杂工艺，回收成本较为低价；其次本发明的梯级电梯利用方法在现有的筛选步骤中进行改进，增加对电池进行分组并进行余能测试，并设计梯级电池利用装置用于安置配置分选好的电池，使得整个动力电池得到最高效的再利用。
本发明首先将动力电池进行分类分组，并且根据不同组别采用不同的方式进行余量检测，既提高了余量检测效率，又保证了余量检测的准确性，避免了同种算法对不同类型动力电池的不适用导致的误差过大的缺点。本发明的余量检测算法精准度高，效率高，能够保留下最多最优的动力电池，并保证梯级利用的稳定性和兼容性。
电池利用过程能够保证梯级电池利用的参数要求，并且有效避免了对电池的浪费及破坏。保证了梯级电池利用的安全性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施例提供了基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，利用方法通过改进的方法步骤，主要采用无损检测方式，无需复杂工艺，回收成本较为低价；其次本发明的梯级电梯利用方法在现有的筛选步骤中进行改进，增加对电池进行分组并进行余能测试，并设计梯级电池利用装置用于安置配置分选好的电池，使得整个动力电池得到最高效的再利用。
如图1所示，本实施例的基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，包括以下步骤：
步骤1：对废弃的动力电池通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除，将剩余的动力电池根据电量范围或PCM质量进行分组。
本实施例所述的不符合要求的电池包括外观变形、裂纹、漏液、表面干燥、外伤、排列不整齐、连接口断裂、破损、腐蚀、污染、标志模糊的动力电池。这部分通过利用大数据筛选方案，对动力电池进行筛选。大数据筛选具体方法为：利用摄像机获取动力电池的影像并进入高速运算计算机中进行大数据运算，将该动力电池的外观进行大数据筛选，将外观变形、裂纹、漏液、表面干燥、外伤、排列不整齐、连接口断裂、破损、腐蚀、污染、标志模糊的动力电池剔除，并将剩余的动力电池分为1.小型标准化动力电池、2.插拔式动力电池和3.双相变流动力电池。所述小型标准化动力电池是电量L范围为2kWh≤L＜500kWh，输出功率及输入功率W范围为0.6kW≤W＜300kW的动力电池；插拔式动力电池是电量L范围为500kWh≤L＜2000kWh，输出功率及输入功率范围为300kW≤W＜kW的动力电池；双相变流动力电池是具有变相材料PCM冷却的镍氢动力电池，其筛选标准为：筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池。双相变流动力电池通过石蜡/石墨符合PCM对SC型的镍氢动力电池进行冷却。当电池进行大电流放电时，PCM吸收电池放出的热量，自身发生相变，使得电池温度降低公式中，Qdis为电池放出的热量，J；Mpcm为PCM的质量，kg；CP为PCM的比热容，J×Kg-1×K-1；Tm、Ti分别为PCM的熔点温度以及PCM的初始温度，℃；H为PCM的相变潜热，J/kg或者J/g。利用上述公式，可以计算出双相变流动力电池保持在正常工作温度26℃-48℃之间的PCM质量，筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池。
步骤2：余能测试，将步骤1分组后的动力电池进行余能测试，并判断放电容量是否满足预设的余能要求，即判断电池余量是否达到预设标准，若是，则进入以下步骤3，否则，剔除该动力电池。具体过程为：经过步骤1的筛选和分组后，对梯级利用的动力电池分为了三类，分别为1.小型标准化动力电池、2.插拔式动力电池和3.双相变流动力电池。步骤2中分别采用不同方式对将这三种电池的电池余量进行计算。分类计算能够有效提高计算效率，且能够最准确地根据不同类型的动力电池计算最精准的余量。
1.对于小型标准化动力电池，其余能计算方法为，将所述小型标准化动力电池按预定充电方法进行充电；将充电后的动力电池在20℃±5℃以1I5(A)的电流放电，至电池电压达到放电终止电压时停止放电并记录放电时间，所述I5(A)是指动力电池5h率放电电流值；用1I5(A)的电流值和放电时间数据计算放电容量；判断放电容量是否满足预设的余量要求，即判断该放电容量C≥100AH，若是，则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入以下步骤3。否则，若该放电容量C＜100AH，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池。
2.对于插拔式动力电池，其余能计算方法为，在充放电机上对插拔式动力电池进行充电和放电测试。
当插拔式动力电池处于充电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC＝Kc×I×Δt，其中I为流经插拔式动力电池的充电电流值，其范围为2A≤I≤20，Kc为修正指数，其范围为0.9≤Kc≤1.1，若动力电池时间t时刻的剩余容量Ct＝C0+ΔC，C0为初始容量。
当插拔式动力电池处于放电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC2＝Kd×I×Δt，其中I为流经插拔式动力电池的充电电流值，其范围为2A≤I≤20A，Kd为修正指数，其范围为0.9≤Kd≤1.1，若动力电池时间t时刻的剩余容量Ct2＝C0-ΔC2，C0为初始容量，若若是，则判定为该动力电池余量满足预设的余量要求，进入以下步骤3。否则，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池。
3.双相变流动力电池，其余能计算方法为，测定该电池的电池电压和电池温度，根据电池电压和电池温度预测电池余量。根据电池等效电路中的电池的内部阻抗R0、以及以规定的时间间隔测定出所述电池电压和电池温度，对电池余量进行预测，具体为，测量初始时间t0中的初始电池电压V0和初始电池温度T0，每间隔Δti秒测定电池电压Vi和电池温度Ti，SOCi为间隔i个Δti秒后电池的剩余容量 若SOCi≥50AH,若是，则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入以下步骤3。否则，若该放电容量SOCi<50AH，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池。Δti的取值范围为1-5s。
步骤3：将满足余能要求的动力电池进行性能特性分析，并根据该性能特性分析包括历史运行参数分析和基本参数试验分析。具体地，分析历史运行参数时，不满足下列任何一条件的，直接剔除：
(1)在1.5-2.0倍率的条件下进行充电，至电压达到5.5-6.0V的次数≤10次；
(2)在1.5-2.0倍率的条件下进行放电，至电压达到2.0-3.0V的次数≤10次；
(3)在60-100℃高温下运行次数≤10次；
(4)使用年数少于10年；
(5)电池常温5h率放电容量大于标准值的80％。
所述基本参数试验分析测试并记录电池的主要参数，包括：电压、内阻、容量、高低温性能、荷电保持能力。常温是25℃±3℃，高温为55℃±3℃，低温为-25℃±3℃。具体地，分析基本参数试验时，不满足下列任一条件的，直接剔除：
(1)电压检测：如果检测值为零或者低于放电截止电压的，直接剔除；放电终止电压为企业技术条件规定的放电终止电压，范围为2-5V。
(2)内阻测试：对于电压测试合格的电池，测其内阻，若内阻增加大于初始值的1.8倍，则直接剔除；
(3)在常温20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量大于额定值的70％；
(4)在常温20℃±5℃条件下，0.5倍率下放电容量大于额定值的65％；
(5)在低温-20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的80％；
(6)在高温60℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的60％；
(7)常温20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的85％，高温60℃±5℃条件下及低温-20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的65％。
本实施例中，电荷保持能力实验步骤包括：进行常温0.3倍率容量试验，记录所放出的实际容量并进行完全充电，蓄电池环境温度为20℃±5℃开路贮存28天。开路贮存28天后，在不断充电条件下进行常温0.3倍率容量试验并记录贮存后的剩余容量。
步骤4：将步骤3分析后的动力电池进行内部结构扫描，扫描方式通过核磁共振成像或工业CT，工业CT(industrial computerized tomography)是指应用于工业中的核成像技术，并将扫描结果进行分析，判断内部结构形变量是否超出阈值，若是，则剔除该动力电池；若否，则进入步骤5；具体为，利用工业CT对上述步骤删选出来的电池进行内部结构无损检测，形成三维成像，若检测发现电池内部存在极片凸起现象，则剔除该电池，并对剩余电池利用Li核磁共振成像仪对电池的碳负极进行无损检测，若该碳负极上存在的锂纤维含量≥10％，则判定该动力电池为不合格电池，剔除。由于工业CT和Li核磁共振成像仪能够检测出电池内部微观变化，并且该检测需要用到的设备较为高端，检测成本高，因此在本方案中，在步骤3后进行，能够在其他检测的基础上进一步提高检测效率。
步骤5：将扫描后的动力电池根据不同类别置于梯级电池利用装置的不同空间内。所述步骤5中，梯级电池利用装置包括用户需求测算单元、溯源标签和电费结算单元，所述用户需求测算单元以服务协议为依据精准测算用户需求，所述溯源标签为每一个动力电池进行溯源跟踪，并实时将溯源信息发送回梯级电池利用装置，所述电费结算单元根据该动力电池的电费信息进行结算并记录。
步骤5中，梯级电池利用装置具有小型标准化动力电池模组，插拔式动力电池模组和双相变流动力电池模组，三个模组分别是用步骤1-4精选出来的1.小型标准化动力电池，2.插拔式动力电池和3.双相变流动力电池构成，该模组构成方案采用现有技术中常见的模组级重组方案，梯级电池利用装置包括用户需求测算单元、溯源标签和电费结算单元、双向变流器管理模块、输入开关、输出开关和中央处理器，所述小型标准化动力电池模组，插拔式动力电池模组和双相变流动力电池模组分别与双向变流器管理模块连接，输入开关经双向变流器管理模块与输出开关连接，双向变流器管理模块、用户需求测算单元、溯源标签和电费结算单元与中央处理器连接。所述溯源标签为每一个动力电池进行溯源跟踪，并实时将溯源信息发送回梯级电池利用装置的中央处理器，用户需求测算单元以服务协议为依据精准测算用户需求，该测算方法根据服务协议内容进行，服务协议内容是用户签订的具有详细使用需求的用电协议，该测算方法是根据客户的需求来自定义，例如包括用电时间、用电强度及用电范围等参数，将具体参数录入至用户需求测算单元，实现对用电量的初步测算，用户需求测算单元将用户需求发送至中央处理器，中央处理器生成控制指令分别驱动双向变流器管理模块、输入开关、输出开关的启闭，来实现对动力电池电量输出的精准控制，而同时电费结算单元根据该动力电池的电费信息进行结算并记录。
本实施例中，通过步骤1到步骤5，实现对不同型号容量、不同新旧的电池组最精准的筛选，并且在精心设计的五个步骤的算法中，能够逐步筛选出不符合要求的电池，从而保证剩余电池的质量满足再利用要求，保证了梯级利用的稳定性和有效性。整个算法步骤环环紧扣，利用方法通过改进的方法步骤，主要采用无损检测方式，无需复杂工艺，回收成本较为低价；其次本发明的梯级电梯利用方法在现有的筛选步骤中进行改进，增加对电池进行分组并进行余能测试，并设计梯级电池利用装置用于安置配置分选好的电池，使得整个动力电池得到最高效的再利用。本实施例首先将动力电池进行分类分组，并且根据不同组别采用不同的方式进行余量检测，既提高了余量检测效率，又保证了余量检测的准确性，避免了同种算法对不同类型动力电池的不适用导致的误差过大的缺点。本发明的余量检测算法精准度高，效率高，能够保留下最多最优的动力电池，并保证梯级利用的稳定性和兼容性。电池利用过程能够保证梯级电池利用的参数要求，并且有效避免了对电池的浪费及破坏。保证了梯级电池利用的安全性和可靠性。
通过本实施例的方法筛选出来的梯级电池，能够得到充分有效地利用，并且性能稳定，分类合理。能够实现利用梯级电池逐步替代存量铅酸电池，实现资源充分利用，逐步淘汰铅酸电池，避免资源浪费。光伏基站包括有离网型光伏基站和并网型光伏基站，其中，离网型光伏基站的特点为光伏发电由光伏组件、普通逆变器、一体化控制器组成。对梯级电池利用过程中还一体化控制器，智能化集太阳能、风能、油机、市电、蓄电池组等统一管控多种混合电源，按需组合，合理优化原有的新能源供电***配置，提高运行效率、节约基站空间。一体化控制器与梯级电池利用装置连接。通过一体化控制器将光伏的高压直流电转换成48V直流电。并网型光伏基站的特点为光伏发电由光伏组件、并网逆变器、并网配电箱等组成。通过并网逆变器将光伏的直流电转换成交流电，在满足基站用电的基础上，光伏***发电的盈余部分输送至电网。对梯级电池利用统一采购、配给、运输及结算。所述采购由总部能源创新中心统一采购，所述配给由省公司根据本省实际上报需求量，总部统一配给，所述运输由各省分公司负责梯级电池的运输工作，所述结算由由总部能源创新中心统一负责。本实施例中对梯级电池的管控步骤，以服务协议为依据，精准测算用户需求，全面实施标准化配置，推进电池模块化建设，有效降低***造价，杜绝设备容量超配现象；采用最小电池模块配置原则，根据负荷规模确定最基本的电池模块单位，后续只需根据负荷发展，通过电池共用管理器按基本单位逐步扩展模块。所有梯级电接入动环监控***，实现实时监控。
本发明提供了一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种基于光伏基站的动力电池梯级利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对废弃的动力电池通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除，将剩余的动力电池根据电量范围或PCM质量进行分组；
步骤2：余能测试：将步骤1分组后的动力电池分别进行余能测试，并判断放电容量是否满足预设的余能要求，即判断电池余量是否达到预设标准，将没有达到预设标准的电池剔除，进入步骤3；
步骤3：将满足余能要求的动力电池进行性能特性分析，该性能特性分析包括历史运行参数分析和基本参数试验分析，剔除不符合条件的动力电池；
步骤4：将步骤3分析后的动力电池进行内部结构扫描，并将扫描结果进行分析，判断内部结构形变量是否超出阈值，将超出阈值的动力电池剔除，进入步骤5；
步骤5：将步骤4得到的动力电池根据不同类别置于梯级电池利用装置的不同空间内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述对废弃的动力电池通过大数据筛选将不符合要求的电池剔除具体包括：利用摄像机获取动力电池的影像并进入计算机中进行大数据运算，将该动力电池的外观进行大数据筛选，将外观变形、裂纹、漏液、表面干燥、外伤、排列不整齐、连接口断裂、破损、腐蚀、污染、标志模糊的动力电池剔除，并将剩余的动力电池分为小型标准化动力电池、插拔式动力电池和双相变流动力电池。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小型标准化动力电池是电量L范围为2kWh≤L＜500kWh，输出功率及输入功率W范围为0.6kW≤W＜300kW的动力电池；
插拔式动力电池是电量L范围为500kWh≤L＜2000kWh，输出功率及输入功率范围为300kW≤W＜kW的动力电池；
双相变流动力电池是具有变相材料PCM冷却的镍氢动力电池，其筛选标准为：筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算出双相变流动力电池保持在正常工作温度26℃-48℃之间的PCM质量，从而筛选出在PCM质量范围在2～45g的双相变流动力电池：
公式中，Qdis为电池放出的热量，单位为J；Mpcm为PCM的质量，单位为kg；CP为PCM的比热容，单位为J×Kg-1×K-1；Tm、Ti分别为PCM的熔点温度以及PCM的初始温度，单位为℃；H为PCM的相变潜热，单位为J/kg或者J/g。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中，对于小型标准化动力电池，其余能计算方法为：将小型标准化动力电池进行充电，将充电后的动力电池在20℃±5℃以1I5的电流放电，至电池电压达到放电终止电压时停止放电并记录放电时间，I5是指动力电池5h率放电电流值；用1I5的电流值和放电时间数据计算放电容量，判断放电容量是否满足预设的余量要求，即判断该放电容量C是否满足C≥100AH，若是，则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则，若该放电容量C＜100AH，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池；
对于插拔式动力电池，其余能计算方法为：在充放电机上对插拔式动力电池进行充电和放电测试，当插拔式动力电池处于充电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC＝Kc×I×Δt，其中I为流经插拔式动力电池的充电电流值，其范围为2A≤I≤20A，Kc为修正指数，其范围为0.9≤Kc≤1.1，动力电池时间t时刻的剩余容量Ct＝C0+ΔC，C0为初始容量；
当插拔式动力电池处于放电状态时，经过Δt时间后的动力电池的容量的变化值为ΔC2＝Kd×I×Δt，动力电池时间t时刻的剩余容量Ct2＝C0-ΔC2，若则判定为该动力电池余量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则，则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池；
对于双相变流动力电池，其余能计算方法为：测量初始时间t0中的初始电池电压V0和初始电池温度T0，每间隔Δti秒测定电池电压Vi和电池温度Ti，SOCi为间隔i个Δti秒后电池的剩余容量若SOCi≥50AH,则判定为该放电容量满足预设的余量要求，进入步骤3；否则判断该动力电池余量不符合要求，并剔除余量不符合要求的动力电池，Vi-1表示第i-1个Δti秒的电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
分析历史运行参数时，不满足下列任何一条件的动力电池，直接剔除：
在1.5-2.0倍率的条件下进行充电，至电压达到5.5-6.0V的次数≤10次；
在1.5-2.0倍率的条件下进行放电，至电压达到2.0-3.0V的次数≤10次；
在60-100℃高温下运行次数≤10次；
使用年数少于10年；
电池常温5h率放电容量大于标准值的80％；
所述基本参数试验分析包括测试并记录电池的参数，电池的参数包括：电压、内阻、容量、高低温性能和荷电保持能力，常温是25℃±3℃，高温为55℃±3℃，低温为-25℃±3℃，分析基本参数试验时，先进行电压检测：如果检测值为零或者低于放电截止电压的，直接剔除该动力电池；放电终止电压为企业技术条件规定的放电终止电压，范围为2-5V，如果不满足，则直接剔除该动力电池；
然后进行内阻测试：对于电压测试合格的电池，测其内阻，若内阻增加大于初始值的1.8倍，则直接剔除；
对于内阻测试合格的动力电池，如果不满足下列任一条件，直接剔除：
在常温20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量大于额定值的70％；
在常温20℃±5℃条件下，0.5倍率下放电容量大于额定值的65％；
在低温-20℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的80％；
在高温60℃±5℃条件下，0.3倍率下放电容量≥常温实际容量的60％；
常温20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的85％，高温60℃±5℃条件下及低温-20℃±5℃条件下，动力电池的电荷保持能力≥额定值的65％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4中，利用工业CT对步骤4筛选出来的电池进行内部结构无损检测，形成三维成像，若检测发现电池内部存在极片凸起现象，则剔除该电池，并对剩余电池利用Li核磁共振成像仪对电池的碳负极进行无损检测，若该碳负极上存在的锂纤维含量≥10％，则判定该动力电池为不合格电池，剔除该动力电池。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤5中，梯级电池利用装置包括用户需求测算单元、溯源标签和电费结算单元，所述用户需求测算单元以服务协议为依据测算用户需求，所述溯源标签为每一个动力电池进行溯源跟踪，并实时将溯源信息发送回梯级电池利用装置，所述电费结算单元根据动力电池的电费信息进行结算并记录。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，光伏基站包括有离网型光伏基站和并网型光伏基站，其中，离网型光伏基站由光伏组件、普通逆变器组成。
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