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新能源汽车退役动力电池余能检测平台

作者:江苏和网源电气有限公司时间:2020-01-15 我要发布

 一、 设计思路

由于目前国内动力电池标准化程度有限,电池使用过程中的不同厂家BMS数据结构有较大差异,难以进行统一建模计算,且更为重要的是每辆车的日常使用和维护保养状况均有较大差异。因此,需要针对每个电池PACK进行独立性能测试。

新能源汽车退役动力电池梯次利用的未来主要应用领域例如将动力电池作为分布式发电的储能系统,可以有效解决分布式发电随机性的问题,提高供电的稳定性和降低发电成本。如果能做好动力电池的梯次利用,不仅可以降低动力电池的成本并延长使用寿命,还可以有效降低储能成本,并对可再生能源的发展起到帮助作用。

二、 主要功能

为了推动我国退役动力电池实现梯次利用,迫切需要建立和完善动力电池余能检测第三方实验室,开展退役动力电池的从单体、模块、电池包和电池系统等方面的检测。和网源电气设计生产的新能源汽车退役动力电池余能检测平台可以满足100路电动汽车退役动力电池余能检测需求,可实现自动导出测试报告,对退役动力电池的电性能指标实现自动化测试,满足车用动力电池回收利用一键测试的要求。为电动汽车退役动力电池余能检测与回收利用提供可靠的依据。

新能源汽车退役动力电池余能检测平台建设,有利于开展退役电池筛选技术、退役电池性能参数检测技术研究,为退役车用动力电池性能评估提供完备的测试环境。检测试验平台建设依据国家标准GB/T 34015-2017《车用动力电池回收利用余能检测》,主要完成以下功能:

1. 动力电池单体、模块的外观检查、信息采集、电压判别、首次充放电电流确定、I5确定、材料判别。

2. 动力电池单体室温下的放电容量检测,动力电池包的室温放电容量检测。

退役动力电池梯次利用储能项目采用消峰填谷的运行策略,谷电价阶段厂区低压侧电网向储能系统充电,峰电价阶段储能系统向用户负载供电,以合同能源管理的商务模式跟客户分享峰谷价差带来的收益。

三、 总体结构设计

根据检测实验室功能定位及检测需求,设计电气拓扑为三层拓扑结构:最上层为能量调度层,由4台250kW交流能量管理馈能装置及光伏发电系统接入,实现检测系统最大程度利用新能源发电,降低对负荷变压器用电需求;中间层为检测层,由100台50kW动力电池电性能检测仪、100kWh锂电池储能系统组成,满足混合动力汽车、纯电动乘用车、大巴车等不同种类动力电池余能检测需求,100kWh储能系统可以平滑多台检测仪同时工作时的瞬时功率波动;最下层为动力电池接入层,实现被测动力电池及BMS系统电气和通讯即插即用。

本设计方案根据现场条件,充分利用新能源光伏发电用于储能充放电,降低对负荷变压器供电需求。动力电池电性能检测仪共直流母线运行,多台检测仪同时工作时可以实现能量相互流动相互充放电,并可以通过100kWh储能系统平滑瞬时功率波动,降低了大量动力电池同时测试时对电网的冲击。动力电池电性能检测仪具备独立对被测电池进行余能检测的功能,具备充放电参数设置和本地数据存储功能,可以与动力电池BMS建立通讯连接,读取当前状态及历史充放电数据,检测过程中实时监视电池单体及模块运行状态,避免过充过放。

本方案的优点是100台50kW动力电池电性能检测仪可以进行整体能量管理优化控制,具有方便的扩展功能,交流能量管理馈能装置与动力电池电性能检测仪均为N+1冗余设计,有效保证系统的稳定运行,综合效率更高。

四、 检测平台总体检测方案

国家已经出台关于电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法和车用动力电池回收利用余能检测等相关标准,各标准情况如下:

国标GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》规定了电动汽车用动力蓄电池的电性能要求、试验方法和检验规则。对能量型蓄电池模块和功率型蓄电池模块的室温倍率充电性能、低温放电容量和高温放电容量等性能检测步骤进行了详细规范。

国标GB/T 34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》明确规定了电动汽车用动力蓄电池的单体、模块和标准箱尺寸规格要求。这一标准可有效解决此前存在于动力电池梯次利用中,动力电池由于尺寸不一难以匹配储能电站或家用储能设备结构的难题,也降低了动力电池的梯次回收利用的门槛。

国标GB/T 34014-2017《汽车动力蓄电池编码规则》规定了动力电池编码基本原则、编码对象、代码结构和数据载体。该标准发布,可在动力电池生产管理、维护和溯源、电动汽车关键参数监控,特别是在动力电池回收利用环节,凭借可追溯性和唯一性,更加准确地确定动力电池回收的责任主体。

国内首个关于回收利用检测动力电池的国家标准GB/T 34015-2017《车用动力电池回收利用余能检测》已批准发布。该标准规定了车用废旧动力蓄电池余能检测的术语和定义、符号、检测要求、检测流程及检测方法,且适用于车用废旧锂离子动力蓄电池和金属氢化物镍动力蓄电池单体、模块的余能检测。规范了动力电池外观检查、极性检测、电压判别、充放电电流判别、余能测试等检测流程,为车用动力电池的余能检测提供评价依据,有助于提高废旧动力蓄电池余能检测的安全性和科学性。

根据相关国家标准编制动力蓄电池余能检测流程如下图所示:



五、 检测平台配置清单

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因篇幅有限,详细产品资料请联系和网源电气获取。

 

江苏和网源电气坐落于美丽的江苏如东经济开发区,是一家专注于提供新能源动态模拟实验平台、电动汽车检测领域、光伏/风力发电检测解决方案等新能源领域的系统提供商。

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