本發(fā)明涉及一種基于運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)的退役動(dòng)力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法。
背景技術(shù)：
：鋰離子動(dòng)力電池，是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力之源，具有高能量、高功率、高倍率放電、工作溫度范圍寬、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池，是由多個(gè)單體電池組成動(dòng)力電池模塊，再由動(dòng)力電池模塊按照一定的串并聯(lián)方式裝配在電池箱內(nèi)。通常來(lái)講，一輛電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電源由數(shù)個(gè)電池箱串聯(lián)而成，涉及到數(shù)百個(gè)甚至上千個(gè)電性能一致性較好的動(dòng)力電池單體。動(dòng)力電池決定著電動(dòng)汽車(chē)的性能，一般規(guī)定動(dòng)力電池容量衰減到初始容量的80％，為了保障電動(dòng)汽車(chē)的行駛需要和安全需要，應(yīng)及時(shí)更換動(dòng)力電池。隨著電動(dòng)汽車(chē)的保有量逐步提升，退役電池越來(lái)越多，如何處理和利用退役動(dòng)力電池就成為一個(gè)迫待解決的問(wèn)題。如果全部報(bào)廢處理，沒(méi)有盡量發(fā)揮其殘余價(jià)值，會(huì)提高電動(dòng)汽車(chē)的使用成本。動(dòng)力電池二次利用，是指將退役電池剩余的容量性能使用于其性能滿足的其他應(yīng)用領(lǐng)域。然而，從電動(dòng)汽車(chē)上退役下來(lái)的動(dòng)力電池，健康狀態(tài)并不一致，不能直接拿來(lái)進(jìn)行二次利用，必須進(jìn)行嚴(yán)格篩選，剔除出一致性較差和健康狀態(tài)不合格的問(wèn)題電池，只有通過(guò)合理的篩選，二次利用才能保障其價(jià)值充分發(fā)揮。中國(guó)電力科學(xué)研究院的專利申請(qǐng)CN201110410608.8《一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》，提出一種將動(dòng)力電池分級(jí)的理論方法，對(duì)檢測(cè)動(dòng)力電池物理和化學(xué)屬性有指導(dǎo)作用，但實(shí)際操作可行性比較低，不容易實(shí)現(xiàn)，即便實(shí)現(xiàn)所述檢測(cè)，也易對(duì)電池本身造成破壞。201410466151.6《一種廢舊電池梯次使用的篩選方法》、201310261893.0《一種廢舊動(dòng)力電池梯次利用篩選方法》等發(fā)明專利，都提出把動(dòng)力電池模組進(jìn)行拆解，拆解出單體動(dòng)力電池，再重新進(jìn)行分選配組，這種方法從理論和技術(shù)上來(lái)說(shuō)都可以實(shí)現(xiàn)，但是拆解、篩選、分容、配組、再組裝過(guò)程工作量很大，為動(dòng)力電池的梯次利用增加了使用成本。使用成本過(guò)高，就會(huì)大大削減退役電池梯次利用的價(jià)值?，F(xiàn)階段對(duì)于廢舊動(dòng)力電池的篩選，仍沒(méi)有明確的定義和方法。如何將這些還具有大部分容量的電池合理的再次使用是一個(gè)非常有價(jià)值和意義的研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)的退役動(dòng)力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，該方法通過(guò)運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)分析、外觀、自放電、一致性等電池的數(shù)據(jù)分析和特性測(cè)試，淘汰沒(méi)有二次利用價(jià)值的電池組，使剩余動(dòng)力電池組繼續(xù)二次使用。該方法既合理利用了動(dòng)力電池的剩余能量，又不需要對(duì)電池進(jìn)行拆解，提高動(dòng)力電池的利用效率，且大大降低了退役電池的使用成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)的退役動(dòng)力電池?zé)o拆解再次利用篩選方法，包括以下步驟：(1)將退役動(dòng)力電池箱開(kāi)蓋檢查，根據(jù)外觀特性對(duì)開(kāi)蓋后的動(dòng)力電池箱進(jìn)行篩選，過(guò)濾掉外觀有損傷的電池箱；(2)對(duì)電池箱進(jìn)行自放電測(cè)試，根據(jù)電池箱的電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱；(3)進(jìn)行活化處理，測(cè)試電池組容量，對(duì)進(jìn)行容量分級(jí)；對(duì)電池組內(nèi)的電池模塊進(jìn)行一致性評(píng)估，根據(jù)一致性評(píng)估參數(shù)進(jìn)行分級(jí)；讀取歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)電池組的使用記錄參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并評(píng)估其健康狀態(tài)；(4)根據(jù)評(píng)估結(jié)果，設(shè)定等級(jí)閾值，篩選出滿足設(shè)定閾值的動(dòng)力電池組。所述步驟(1)中，排查電池箱及箱內(nèi)電池模塊外觀是否完好，有無(wú)破損，有無(wú)變形、有無(wú)污漬、有無(wú)銹蝕以及有無(wú)電池鼓包現(xiàn)象。所述步驟(1)中，對(duì)電池箱進(jìn)行灰塵清理和在光線良好的條件下進(jìn)行觀察。所述步驟(2)中，將挑選出來(lái)的外觀合格的電池組充至滿電狀態(tài)，靜置后，以設(shè)定電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池組放電容量,然后再將電池組重新充滿電，在室溫狀態(tài)下擱置一定時(shí)間，然后以相同放電過(guò)程進(jìn)行放電，記錄電池放電容量，根據(jù)兩次放電容量評(píng)估電池組自放電率，淘汰自放電率超過(guò)設(shè)定值的電池箱。所述步驟(3)中，具體步驟包括：(3-1)將電池組以I10電流充至滿電狀態(tài)，靜置后，以I10電流放電至規(guī)定的電池放電電壓；(3-2)活化處理后，將電池組以I3電流充至滿電狀態(tài)，靜置后，以I3電流放電至規(guī)定的電池放電電壓，記錄電池組放電容量及放電曲線；(3-3)根據(jù)電池組放電容量進(jìn)行分級(jí)。所述步驟(3-2)中，放電曲線包括電池組電壓--容量曲線和各電池模塊電壓--時(shí)間曲線。所述步驟(3)中，一致性評(píng)估包括以下步驟：(3-a)根據(jù)電池組的放電曲線，選擇某階段某點(diǎn)，記錄該點(diǎn)電池組電壓值V，及各電池模塊的電壓值，計(jì)算電池模塊放電電壓標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)；(3-b)根據(jù)電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)，對(duì)電池一致性進(jìn)行評(píng)估分級(jí)。所述步驟(3-a)中，計(jì)算各個(gè)電池模塊電壓值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與各個(gè)電池模塊電壓值的平均值的比值。所述步驟(3)中，對(duì)于電池組健康狀態(tài)評(píng)估包括：(3-i)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前循環(huán)次數(shù)；(3-ii)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前電池維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因；(3-iii)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前故障次數(shù)及故障原因；(3-iv)按照動(dòng)力電池退役前循環(huán)次數(shù)、運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因、故障次數(shù)及故障原因，對(duì)動(dòng)力電池組健康狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)。本發(fā)明所述的電池模塊，為電池箱內(nèi)最小模塊單元，也是最小電壓檢測(cè)單元。本發(fā)明所述的退役動(dòng)力電池組，是指規(guī)?；某鋼Q電站集中應(yīng)用的動(dòng)力電池組，在退役前的壽命周期內(nèi)，電池管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)及動(dòng)力電池所有運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)都有完整的記錄。本發(fā)明所剔除的動(dòng)力電池組，可拆解成為動(dòng)力電池模塊或單體，進(jìn)行再次篩選、評(píng)估、重新分容配組后進(jìn)行二次應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)分析電動(dòng)汽車(chē)退役動(dòng)力電池的特性，基于對(duì)整個(gè)電池組壽命周期間的運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，評(píng)估動(dòng)力電池健康狀態(tài)，提出一種無(wú)需拆解動(dòng)力電池組的二次利用的篩選方法。該方法可充分發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)退役動(dòng)力電池的剩余性能，省去了中間拆解、配組的成本，提高動(dòng)力電池二次利用的經(jīng)濟(jì)性。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的流程圖。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種動(dòng)力電池梯次利用的分析方法，包括以下步驟：A：退役動(dòng)力電池組外觀篩查。將退役動(dòng)力電池箱開(kāi)蓋檢查，根據(jù)外觀特性對(duì)開(kāi)蓋后的動(dòng)力電池箱進(jìn)行篩選，篩選外觀無(wú)異常的電池箱進(jìn)入下一步。B：退役動(dòng)力電池組進(jìn)行自放電測(cè)試，根據(jù)電池組自放電參數(shù)，標(biāo)記內(nèi)部放電的電池模塊，并剔除內(nèi)部短路的電池箱。C：對(duì)退役動(dòng)力電池組進(jìn)行活化處理，測(cè)試電池組容量，根據(jù)容量分級(jí)并打分。D：對(duì)電池模塊進(jìn)行一致性評(píng)估，根據(jù)一致性評(píng)估參數(shù)進(jìn)行分級(jí)并打分。E：針對(duì)充換電站運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)海量運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)動(dòng)力電池組健康狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)并打分。F：綜合以上C、D、E各項(xiàng)分?jǐn)?shù)，篩選出可不進(jìn)行拆解，直接進(jìn)行二次應(yīng)用的動(dòng)力電池組。以某電動(dòng)公交車(chē)換電站20套動(dòng)力電池組的磷酸鐵鋰電池為例，介紹本發(fā)明所述電池健康評(píng)估及篩選方法。電動(dòng)公交車(chē)每套電池組共有9個(gè)電池箱組成，其中5個(gè)大箱(76.8V/300Ah)，4個(gè)小箱(38.4V/300Ah)，共168個(gè)電池模塊，每個(gè)模塊有5塊60Ah的單體電池串聯(lián)而成，電池單體標(biāo)稱電壓3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。本發(fā)明所述的退役動(dòng)力電池組，在退役前的整個(gè)壽命周期內(nèi)，電池管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)及動(dòng)力電池所有運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)都有完整的記錄。更具體地：外觀篩查：外觀檢查過(guò)程中，電池箱開(kāi)蓋后，要先對(duì)電池箱內(nèi)積灰進(jìn)行清理，清理完畢后開(kāi)始觀察電池外觀。外觀識(shí)別需在良好的光線條件下進(jìn)行，篩選出認(rèn)為有梯次利用價(jià)值的動(dòng)力電池組。通過(guò)目測(cè)，觀察電池箱及電池模塊有無(wú)破損，有無(wú)變形，有無(wú)銹蝕，有無(wú)電池鼓包現(xiàn)象。電池外觀篩查過(guò)程也是自檢過(guò)程，若發(fā)現(xiàn)有螺絲未擰緊、表面污垢現(xiàn)象，應(yīng)立即糾正。自放電篩選：室溫下，將電池箱內(nèi)電池組以I3電流充至滿電狀態(tài)，靜置2h后，以I3電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池組放電容量C1,再將電池組重新充滿電，在室溫狀態(tài)下擱置28天，然后以I3電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池組放電容量C2；根據(jù)自放電率計(jì)算公式：自放電率＝(C1-C2)/C1*100％篩選出自放電率高于20％的電池組，直接淘汰?；罨幚恚簩㈦姵叵鋬?nèi)電池組以I10電流充至滿電狀態(tài)，靜置2h后，再以I10電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓。容量測(cè)試：活化處理后，將電池箱內(nèi)電池組以I3電流充至滿電狀態(tài)，靜置2h后，以I3電流放電至規(guī)定的電池組放電電壓，記錄電池箱內(nèi)電池組放電容量及放電曲線。放電曲線，包括電池組電壓--容量曲線，也包括各電池模塊電壓--時(shí)間曲線。表1根據(jù)放電容量與動(dòng)力電池組初始容量的比值將電池組放電容量進(jìn)行分級(jí)，并且打分。表1電池組放電容量分級(jí)打分標(biāo)準(zhǔn)容量區(qū)間≥78％75％-78％70％-75％65％-70％65％-70％≤60％分?jǐn)?shù)543210一致性評(píng)估：根據(jù)電池組容量測(cè)試過(guò)程中的放電曲線，選擇某階段某點(diǎn)，記錄該點(diǎn)電池組電壓值V，及各電池模塊電壓Vn(n為電池組內(nèi)電池單元的個(gè)數(shù))，根據(jù)下列公式計(jì)算電池模塊放電電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)其中，標(biāo)準(zhǔn)差根據(jù)電壓標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)，對(duì)電池箱一致性進(jìn)行分級(jí)，分為六個(gè)級(jí)別，按照一致性由高到低打分，最高分為5分，依次遞減，最低分為0分。大數(shù)據(jù)分析：電動(dòng)汽車(chē)充換電站內(nèi)動(dòng)力電池實(shí)行集中運(yùn)營(yíng)維護(hù)和管理，每一箱電池、每一輛電動(dòng)汽車(chē)都有屬于自己唯一的編碼，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)量。電池管理系統(tǒng)集電動(dòng)汽車(chē)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)(電壓、電流、溫度)、絕緣監(jiān)測(cè)、熱管理、電池均衡、電池剩余容量SOC、故障告警等功能于一體，系統(tǒng)通過(guò)CAN總線可于整車(chē)控制器、電機(jī)控制器、能量控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、車(chē)載顯示系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可通過(guò)通信平臺(tái)進(jìn)行集中上傳和處理，進(jìn)行集中保存，同時(shí)可進(jìn)行追溯。針對(duì)充換電站運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)海量運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，電池箱內(nèi)電池組健康狀態(tài)評(píng)估包括如下步驟：E1)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前循環(huán)次數(shù)；E2)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前電池維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因E3)數(shù)據(jù)分析并統(tǒng)計(jì)動(dòng)力電池組退役前故障次數(shù)及故障原因；E4)按照動(dòng)力電池退役前循環(huán)次數(shù)、運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)次數(shù)及維護(hù)原因、故障次數(shù)及故障原因等參數(shù)，對(duì)動(dòng)力電池箱健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)并分級(jí)，分為六個(gè)級(jí)別，按照健康狀態(tài)由高到低打分，最高分為5分，依次遞減，最低分為0分。綜合評(píng)估：根據(jù)動(dòng)力電池容量、一致性和健康狀態(tài)評(píng)估的分?jǐn)?shù)，篩選可以直接進(jìn)行二次應(yīng)用的動(dòng)力電池箱。而本發(fā)明所剔除的動(dòng)力電池箱，可進(jìn)行拆解，拆解成為動(dòng)力電池模塊或單體，進(jìn)行篩選、評(píng)估、分容、配組后進(jìn)行二次應(yīng)用。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3