一种微电储能充电反馈系统及方法与流程

本发明涉及微电储能，尤其涉及一种微电储能充电反馈系统及方法。

背景技术：

1、随着全球能源结构转型和电动汽车市场的快速发展，退役的动力电池问题日益凸显。新能源汽车上淘汰的电池因其容量衰减或不能满足车辆动力需求而被替换，然而这些电池往往仍保留有一定的存储和释放电能的能力。这些退役电池若能得到有效回收和再利用，不仅能缓解资源压力，还能促进循环经济的发展。微电储能站作为一种新兴的分布式能源存储解决方案，为这些退役电池提供了二次利用的广阔舞台。

2、然而，退役电池直接应用于微电储能站面临诸多挑战，尤其是电池健康状态（state of health, soh）不一致的问题。由于不同电池单元在电动汽车服役期间经历了不同的使用条件和循环次数，它们的soh表现出显著差异，这直接导致在串联充电模式下，电池组难以充至满电状态。具体而言，当健康状态较好的电池单元已经充满，而健康状态较差的电池单元尚未充满时，充电过程会因最弱电池单元达到饱和而提前终止，造成整体储能效率低下，储能容量未得到充分利用。直接串联充电还会加剧电池单元之间的不均衡现象，健康状态差的电池单元易过早老化，甚至损坏，进一步缩短了整个电池组的使用寿命。因此，如何有效管理和优化这些soh不一致的退役电池单元，确保它们在微电储能站中能高效、安全地充放电，成为了亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明提供一种微电储能充电反馈方法，以解决退役新能源汽车电池的健康状态（soh）不一致性，在微电储能站中直接串联充电时，因个别电池单元较早达到充电上限而限制了整体充电容量，导致储能效率和利用率低下，同时加剧电池单元间的不均衡，影响系统性能和电池寿命的问题。

2、一方面，提供了一种微电储能充电反馈方法，所述方法包括：

3、检测各电池单元的soh信息，得到soh信息集；

4、基于所述soh信息集，将所述电池单元划分为多个电池单元簇，并生成多个对应的截止soc值；

5、监测每个所述电池单元簇的soc值；

6、基于多个所述电池单元簇的soc值，得到充电功率，采用所述充电功率为多个串联的电池单元簇进行充电；

7、当检测到任一所述电池单元簇的soc值大于等于对应的所述截止soc值，将对应的所述电池单元簇断开串联连接，对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电，直至所述电池单元簇的soc值均大于等于对应的所述截止soc值。

8、优选地，所述检测各电池单元的soh信息的过程如下：

9、，

10、其中，所述为对应电池单元的soh信息，为充电过程中的电流，为电池单元从容量初始值为零充至截止电压所需时间，为对应电池单元的出厂标定soc。

11、优选地，所述基于所述soh信息集，将所述电池单元划分为多个电池单元簇，还包括：

12、基于所述soh信息集中的最大值和最小值，确定分类参数，所述分类参数包括邻域半径和邻域点数；

13、基于所述分类参数，采用dbscan分类算法对所述soh信息集进行分类，得到n个子soh信息集和对应的n个电池单元簇，所述n为正整数。

14、优选地，所述得到n个子soh信息集和对应的n个电池单元簇之后，还包括剔除异常电池单元簇处理，具体包括：

15、判断所述子soh信息集的平均soh值是否小于预设的废弃阈值，若小于，剔除对应的所述电池单元簇。

16、优选地，所述对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电，包括：

17、获取当前时刻剩余串联的各个所述电池单元簇的电压值；

18、将获取到的电压值输入电流修正模型，得到多个所述电池单元簇的修正电流，并基于所述修正电流对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电；

19、所述电流修正模型表示为：

20、-，

21、，

22、其中，表示第个电池单元簇的电压值，为第个电池单元簇的电流调整量，为比例系数，为积分系数，为微分系数，为第个电池单元簇的电压误差。

23、优选地，所述截止soc值根据下述公式计算得到：

24、，

25、其中，表示第个电池单元簇的截止soc值，为正整数，为平均充电温度与基准温度的差，为剩余充电次数与标定充电次数之商，为第个电池单元簇的soh值。

26、优选地，每经过第一预设时间后对所述电池单元簇进行电荷均衡。

27、优选地，所述方法还包括：

28、定期检测各所述电池单元簇内所述各电池单元的soh信息；

29、若同一所述电池单元簇内最大soh信息与最小soh信息之差大于预设的差异阈值，对对应的所述电池单元簇内的电池单元进行重新分类。

30、第二方面，提供了一种微电储能充电反馈系统，所述系统包括：

31、数据获取模块，用于检测各电池单元的soh信息，得到soh信息集；

32、数据分区模块，用于基于所述soh信息集，将所述电池单元划分为多个电池单元簇，并生成多个对应的截止soc值；

33、数据检测模块，用于监测每个所述电池单元簇的soc值；

34、第一数据处理模块，用于基于多个所述电池单元簇的soc值，得到充电功率，采用所述充电功率为多个串联的电池单元簇进行充电；

35、第二数据处理模块，用于当检测到任一所述电池单元簇的soc值大于等于对应的所述截止soc值，将对应的所述电池单元簇断开串联连接，对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电，直至所述电池单元簇的soc值均大于等于对应的所述截止soc值。

36、优选地，所述系统还包括：

37、电池簇定期重分组模块，用于定期检测各所述电池单元簇内所述各电池单元的soh信息，若同一所述电池单元簇内最大soh信息与最小soh信息之差大于预设的差异阈值，对对应的所述电池单元簇内的电池单元进行重新分类。

38、本发明的有益效果在于：

39、（1）通过精细的电池单元soh检测与动态簇划分，以及基于soh信息的充电策略调整，确保了电池单元簇间的均衡充电，避免了因soh不一致导致的充电不足问题，最大化了储能系统的储能容量和利用率；

40、（2）定期检测与动态重分类机制，有效监控并调整电池单元簇，避免了性能衰退电池对其他电池的负面影响，显著延长了电池单元及整个储能系统的使用寿命；

41、（3）电流修正模型与智能电荷均衡技术的应用，减少了电池过充、过放风险，增强了储能系统的安全性与稳定性，同时优化了电池热管理，防止热失控等安全事件的发生。

42、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

技术特征：

1.一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述检测各电池单元的soh信息的过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述基于所述soh信息集，将所述电池单元划分为多个电池单元簇，包括：

4.根据权利要求3所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述得到n个子soh信息集和对应的n个电池单元簇之后，还包括剔除异常电池单元簇处理，具体包括：

5.根据权利要求3所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电，包括：

6.根据权利要求3所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述截止soc值根据下述公式计算得到：

7.根据权利要求1所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，每经过第一预设时间后对所述电池单元簇进行电荷均衡。

8.根据权利要求1所述的一种微电储能充电反馈方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种微电储能充电反馈系统，其特征在于，所述系统包括：

10.根据权利要求9所述的一种微电储能充电反馈系统，其特征在于，所述系统还包括：

技术总结
本发明公开了一种微电储能充电反馈系统及方法，所述方法包括：检测各电池单元的SOH信息，得到SOH信息集；基于所述SOH信息集，将所述电池单元划分为多个电池单元簇，并生成多个对应的截止SOC值；监测每个所述电池单元簇的SOC值；基于多个所述电池单元簇的SOC值，得到充电功率，采用所述充电功率为多个串联的电池单元簇进行充电；当检测到任一所述电池单元簇的SOC值大于等于对应的所述截止SOC值，将对应的所述电池单元簇断开串联连接，对剩余串联的所述电池单元簇的充电电流进行修正并继续充电，直至所述电池单元簇的SOC值均大于等于对应的所述截止SOC值。本发明通过检测电池单元状态，动态聚类并设定截止充电点，实现按簇精确控制充电过程，确保电池组均衡充电，实现了退役电池的高效循环利用，增强了电池系统的充电安全与能效。

技术研发人员：张辉
受保护的技术使用者：微电（广州）新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/9