CN114887935A - 二次电池的筛选方法及其参与的分布式光伏发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了二次电池的筛选方法及其参与的分布式光伏发电***，方法包括：根据同一厂家、同化学系对二次电池进行分类；根据预设标准对分类的二次电池筛选出规格相同的电池及模组，生成同类型电池、同外观电池、电池生产日期接近预设阈值的电池及模组、电池服役时间接近预设阈值的电池及模组；进行抽样电池全性能检测，当检测合格时，进行二次电池的重组。本申请提供的方法既控制成本，又能增加二次电池组的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池的筛选方法、二次电池参与的分布式光伏发电***技术领域，具体涉及一种二次电池的筛选方法及其参与的分布式光伏发电***。
背景技术
随着社会的不断发展，新能源汽车行业发展迅速，动力电池的装机规模不断增加，在国家的政策激励下，动力电池续航不断增加，技术越来越成熟，新能源汽车代替传统汽车势不可挡。同时，大量的动力电池正在退役，第一批动力电池退役潮已经来临，如果对退役电池处理不当，既会给社会带来环境和安全的隐患，也会造成资源的浪费。
实际中，新能源汽车动力电池退役后，动力电池还处于电池寿命周期的前半段，一般仍有70％－80％的剩余容量，可降级用于储能、备电等场景，实现余能最大化利用。与其他电池相比，退役后的锂电池在循环寿命、比能量、标称电压、环境友好性、抗过充和维护等方面具有明显的优势。例如：在寿命方面，其是铅酸电池的5倍，镍氢电池的3倍。此外，镍氢电池自放电率是30％，而锂电池的自放电率一般小于3％，因而在防止自放电方面的锂电池的优势较为明显。
现阶段，利用退役动力电池的商家并不多，对退役动力电池如何正确利用，还处于起步阶段。对退役电池的筛选方法还不成熟，也有很多二次电池的厂商直接利用退役动力电池，存在电池一致性差的问题。
现有废弃动力电池回收再利用的工艺不完善，缺少相关标准，检验检测的标准都是仿照新动力电池，但是完全按照新电池的检测工艺，无疑会导致利用废弃动力电池的成本增加，很有可能导致比购买使用新电池的成本还高，不利于废弃电池回收利用行业的发展。还有多数厂商直接利用废弃动力电池，由于废弃动力电池来源多样化，电池的一致性不好，直接重组利用存在一定的安全隐患。
另外，现有储能电池多种多样，其中技术成熟，并应用于光伏发电***中的储能电池有胶体电池、铅酸电池、磷酸铁锂电池等，将二次电池应用于光伏发电***中的相关研究仍处于起步阶段。
现有技术存在的缺陷如下：
(1)没有独立的二次电池检测工艺，基本参考于新电池的检验检测方法，或者电池梯次商家直接拆解、重组利用，没有经过***性的筛分，直接利用的方式，存在二次电池组的一致性较差，存在一定安全隐患的问题。
(2)大量全新电池应用于光伏发电***，存在成本高、污染环境的问题。
(3)现有分布光伏发电***，运行模式单一，存在灵活性不足的问题。当光伏组件发电过量时，容易造成资源浪费，并且光伏组件会因为温度过高，导致发电量减少，储能箱内温度过高，会引起锂离子电池发热失控的问题。
发明内容
因此，本发明提供的一种二次电池的筛选方法及其参与的分布式光伏发电***，克服了现有技术中二次电池组一致性差、安全系数低、成本高、灵活性差的缺陷。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种二次电池的筛选方法，包括：
根据同一厂家、同化学系对二次电池进行分类；
根据预设标准对分类的二次电池筛选出规格相同的电池及模组，生成同类型电池、同外观电池、电池生产日期接近预设阈值的电池及模组、电池服役时间接近预设阈值的电池及模组；
进行抽样电池全性能检测，当检测合格时，进行二次电池的重组。
可选地，所述方法还包括：
当检测不合格时，对检测电池进行废电池回收。
可选地，抽样电池全性能检测，包括：电池的化学性能检测、电池的寿命检测、电池的安全性检测。
可选地，所述电池的化学性能检测，包括：检测二次电池预设的化学性能，所述预设的化学性能，包括：容量、内阻、功率特性。
可选地，所述电池的寿命检测，包括：检测二次电池在不同工况中的使用寿命。
可选地，所述电池的安全性检测，包括：检测二次电池过充、过放、短路的安全特性。
第二方面，本发明实施例提供一种二次电池参与的分布式光伏发电***，所述***，包括：PV方阵、二次电池、第一开关、第二开关、二极管、逆变器、清理装置、散热装置、直流负载、交流负载，其中，
PV方阵的第一端分别与第一开关、二极管的阳极连接，二极管的阴极分别与第二开关及二次电池的正连接；
PV方阵的第二端分别与清理装置、散热装置、直流负载、交流负载、二次电池的负极连接。
可选地，分布式光伏发电***的运行模式，包括：溢电模式、饱和模式、亏电模式、零电模式。
第三方面，本发明实施例提供一种终端，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行本发明实施例第一方面所述的二次电池的筛选方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的二次电池的筛选方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的二次电池的筛选方法，提出了一种批量抽样筛选废弃电池方法，并对检验检测整个过程做了优化。废弃动力电池经过初筛、进一步筛分、抽样电池全性能检测等步骤得到可二次利用的电池组，既控制了成本，又增加二次电池组的稳定性和安全性。
2.将筛选的二次电池应用于分布式光伏发电***，用于代替铅酸电池、镍氢电池、胶体电池等，不仅退役后的锂电池在循环寿命、比能量、标称电压、抗过充和维护方面具有明显的优势，而且对于保护环境、节约资源、控制投资成本等方面都具有重大意义。同时，针对二次电池组的应用，进一步优化了分布式光伏控制器的控制策略，增加了清理装置和散热装置，丰富了运行模式，能够实现光伏发电的最大化利用。利用二次电池充分发挥好储能作用，可以实现对峰谷调节，避免出现弃光现象，提高光资源的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种二次电池的筛选方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种二次电池生产工艺的一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例提供的二次电池参与的分布式光伏发电***一个具体示例的控制器电路原理；
图4为本发明实施例提供的二次电池参与的分布式光伏发电***一个具体示例的分布式光伏发电***运行模式图；
图5为本发明实施例提供的二次电池参与的分布式光伏发电***一个具体示例的清理装置结构图；
图6为本发明实施例提供的二次电池参与的分布式光伏发电***一个具体示例的储能箱结构图；
图7为本发明实施例提供的一种终端一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供的一种二次电池的筛选方法，提出了一种批量、抽样筛选废弃动力电池方法，并对检验检测整个过程做了优化。既严格控制成本，又能增加二次电池组的稳定性和安全性。如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：根据同一厂家、同化学系对二次电池进行分类。
步骤S2：根据预设标准对分类的二次电池筛选出规格相同的电池及模组，生成同类型电池、同外观电池、电池生产日期接近预设阈值的电池及模组、电池服役时间接近预设阈值的电池及模组。
在本发明实施例中，预设标准包括：外观尺寸、极耳位置，仅以此举例，不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的预设标准。预设阈值在此不作限制，根据实际情况选择相应的阈值。
在一具体实施例中，选择外观尺寸、极耳位置等规格相同的电池及模组。选择同类型电池，例如：同为能量型或功率型电池。选择电池生产日期接近的电池及模组。选择电池服役时间接近的电池及模组。
步骤S3：进行抽样电池全性能检测，当检测合格时，进行二次电池的重组。
在本发明实施例中，抽样电池全性能检测，包括：电池的化学性能检测、电池的寿命检测、电池的安全性检测。
在一具体实施例中，电池的化学性能检测，包括：检测二次电池预设的化学性能，预设的化学性能，包括：容量、内阻、功率特性。仅以此举例，不以此为限，在实际应用中根据实际情况选择相应的化学性能。
在一具体实施例中，电池的寿命检测，包括：检测二次电池在不同工况中的使用寿命。
在一具体实施例中，电池的安全性检测，包括：检测二次电池过充、过放、短路的安全特性。
在本发明实施例中，方法还包括：当检测不合格时，对检测电池进行废电池回收。
在另一具体实施例中，二次电池生产工艺如图2所示。电池生产厂商利用原料来生产全新的动力电池，合格的动力电池提供给新能源汽车厂商，与其他配件一起组装生产出新能源汽车并卖给消费者，在汽车的动力电池即将退役时，经过测试筛分，将满足再次利用的动力电池单元进行重组，得到可二次利用的电池组。
本发明实施例中提供的二次电池的筛选方法，提出一种批量抽样筛选废弃电池方法，并对检验检测整个过程做了优化。废弃动力电池经过初筛、进一步筛分、抽样电池全性能检测等步骤得到可二次利用的电池组，既要控制成本，又能增加二次电池组的稳定性和安全性。
实施例2
本发明实施例提供一种二次电池参与的分布式光伏发电***，包括：PV方阵、二次电池、第一开关、第二开关、二极管、逆变器、清理装置、散热装置、直流负载、交流负载。本发明实施例提供的***分多种运行模式，与普通分布式光伏发电***相比，当发电量过剩时，在二次电池组充满电时，多余的电量用于清理光伏组件和降低光伏组件和储能箱内温度，在充分利用资源的同时，能够增加分布式光伏发电***的稳定性和安全性。
在本发明实施例中，储能箱内装二次电池组及模组。由于大规模应用二次电池一致性未彻底解决，所以此***应用的二次电池组装机规模有限。与普通分布式光伏发电***相比，储能装机容量有限，光伏发电***易于多发电量，即溢电模式。
在本发明实施例中，分布式光伏发电***控制器电路原理如图3所示：
PV方阵的第一端分别与第一开关、二极管的阳极连接，二极管的阴极分别与第二开关及二次电池的正连接。PV方阵的第二端分别与清理装置、散热装置、直流负载、交流负载、二次电池的负极连接。
在本发明实施例中，分布式光伏发电***的运行模式，包括：溢电模式、饱和模式、亏电模式、零电模式。如图4所示，为分布式光伏发电***运行模式图。
在一具体实施例中，溢电模式下，阳光充足，发电量满足用电负载和二次电池的同时，还会超额发电，超出的电量用于***自我维护，控制器运行逻辑如下：
首先第一开关(开关1)连接接头1，启动清理装置，智能清理机器人对光伏组件进行清理，提高光伏组件的发电量。再将第一开关(开关1)连接接头2，启动散热装置，其中散热装置分为两部分：一部分由于强光环境下，光伏组件表面温度过高会导致发电量下降，因此，启动安装在智能清理机器人上的散热装置，降低光伏组件表面的温度，提升发电量；另外一部分，由于二次电池组长期高负荷运行会导致储能电站温度升高，有一定的安全隐患，此时，启动在储能电站上的散热装置，降低储能电站箱内的温度，避免发生锂电池热失控。清理装置如图5所示，其中含有散热装置。储能箱如图6所示。
在一具体实施例中，饱和模式，此模式下，阳光较充足，光伏组件的发电量能够满足二次电池组充电和负载用电量，控制器运行逻辑如下：
首先断开第一开关(开关1)、第二开关(开关2)，光伏组件发电给二次电池组充电，当二次电池组电量饱和时，再将第二开关(开关2)断开，第一开关(开关1)连接接头3，此时，光伏组件发电直接给直流负载供电；第一开关(开关1)连接接头4，此时，光伏组件发电通过逆变器给交流负载供电。
在一具体实施例中，馈电模式：此模式下，阳光不足，光伏组件单独供电不能够满足负载需求。此时，第一开关(开关1)、第二开关(开关2)分别连接接头3、4，光伏组件和二次电池组联合给负载供电。
在一具体实施例中，零电模式：此模式下，无光照，光伏组件无发电量。此时，断开第一开关(开关1)、第二开关(开关2)连接的接头1、2，二次电池组单独给负载供电。
在一具体实施例中，清理装置的结构图如图5所示，其中，1为超细纤维毛刷清理装置；2为光伏组件散热装置(电风扇)；3为散热通道；4为行走齿轮；5为固定弹簧；6为钢丝绳；7为导轨；8为驱动电机。
清理装置内安装有超细纤维毛刷，毛刷两侧有散热通道，电风扇通过散热通道降低光伏组件温度，此清理装置能够同时满足清理和散热的要求，从而达到提高光伏组件发电量和耐久性的目的。
在一具体实施例中，储能箱结构图如图6所示，其中，9为主动进气装置，在侧面中间部位；10为主动排气装置，在正面、顶部中间部位。
储能箱散热装置：由于二次电池组组成的储能箱，由二次电池组长期高负荷运行，存在一定热失控风险。因此，在储能箱两侧安装主动进气装置，在储能箱前侧、上侧安装主动排气装置，以此来降低箱内温度，避免发生锂电池热失控风险。
本发明实施例提供一种二次电池参与的分布式光伏发电***，既控制了成本，又增加了二次电池组的稳定性和安全性。将实施例1的二次电池的筛选方法应用于分布式光伏发电***，用于代替铅酸电池、镍氢电池、胶体电池等，对于保护环境、节约资源、控制投资成本等方面都具有重大意义。同时，针对二次电池组的应用，进一步优化了分布式光伏控制器控制策略，能够实现光伏发电的最大化利用，避免出现弃光现象，提高光资源的利用率。
实施例3
本发明实施例提供一种终端，如图7所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1中的二次电池的筛选方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1中的二次电池的筛选方法。其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-statedrive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：networkprocessor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的二次电池的筛选方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1中的二次电池的筛选方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种二次电池的筛选方法，其特征在于，包括：
根据同一厂家、同化学系对二次电池进行分类；
根据预设标准对分类的二次电池筛选出规格相同的电池及模组，生成同类型电池、同外观电池、电池生产日期接近预设阈值的电池及模组、电池服役时间接近预设阈值的电池及模组；
进行抽样电池全性能检测，当检测合格时，进行二次电池的重组。
2.根据权利要求1所述的二次电池的筛选方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测不合格时，对检测电池进行废电池回收。
3.根据权利要求1所述的二次电池的筛选方法，其特征在于，抽样电池全性能检测，包括：电池的化学性能检测、电池的寿命检测、电池的安全性检测。
4.根据权利要求3所述的二次电池的筛选方法，其特征在于，所述电池的化学性能检测，包括：检测二次电池预设的化学性能，所述预设的化学性能，包括：容量、内阻、功率特性。
5.根据权利要求3所述的二次电池的筛选方法，其特征在于，所述电池的寿命检测，包括：检测二次电池在不同工况中的使用寿命。
6.根据权利要求3所述的二次电池的筛选方法，其特征在于，所述电池的安全性检测，包括：检测二次电池过充、过放、短路的安全特性。
7.一种二次电池参与的分布式光伏发电***，其特征在于，所述***，包括：PV方阵、二次电池、第一开关、第二开关、二极管、逆变器、清理装置、散热装置、直流负载、交流负载，其中，
PV方阵的第一端分别与第一开关、二极管的阳极连接，二极管的阴极分别与第二开关及二次电池的正连接；
PV方阵的第二端分别与清理装置、散热装置、直流负载、交流负载、二次电池的负极连接。
8.根据权利要求7所述的二次电池参与的分布式光伏发电***，其特征在于，分布式光伏发电***的运行模式，包括：溢电模式、饱和模式、亏电模式、零电模式。
9.一种终端，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-6任一所述的二次电池的筛选方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6任一所述的二次电池的筛选方法。
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