“智慧大脑”让退役电池“焕新生”

内容摘要本报讯(记者崔雪芹 通讯员张运)“电压误差0.1伏,调整模糊规则权重。”3月初,在江苏一家新能源测试中心,一场技术鉴定测试正在进行,随着扬州大学教授方宇一声令下,实验室里立刻响起密集的键盘敲击声。大家的目光被中央显示屏跳动的红色曲线吸引。随

本报讯(记者崔雪芹 通讯员张运)“电压误差0.1伏,调整模糊规则权重。”3月初,在江苏一家新能源测试中心,一场技术鉴定测试正在进行,随着扬州大学教授方宇一声令下,实验室里立刻响起密集的键盘敲击声。

大家的目光被中央显示屏跳动的红色曲线吸引。随着组合电池模组电压差值缩小到0.2%,实验室响起热烈的掌声。这标志着即将退役的旧电池组成功实现“梯次利用”,寿命可延长30%。

通过集成模糊加权控制算法、新型双有源桥电路架构等技术创新,扬州大学团队成功研制出高性能自适应双通道新型储能装备。其创新设计的“智慧大脑”,为退役储能电池“梯次利用”开辟了新路径。

“这项技术引领了国内外的电池管理控制模式,为电池‘梯次利用’提供了全新解决方案。”测评现场,中国科学院院士、北京航空航天大学教授郭雷评价说,若该技术在国内储能市场推广,每年可减少电子废弃物20万吨,降低碳排放1500万吨。

近年来,我国新能源产业快速发展,动力电池装车量全球领先,储能电站等相关行业迅速崛起。与此同时,中国动力电池迎来报废潮,全面提高退役电池回收利用能力水平尤为迫切。

“退役电池不等于报废电池。”长期从事新能源技术及装备研究的扬州大学教授丁建宁介绍说,当电池容量衰减至额定容量的80%以下时,它就不适用于电动汽车了。但当电池容量在50%到80%间仍有使用价值,将电池拆解重组后,可做成储能设备、应急电源等继续服役。

长期以来,废弃电池的“梯次利用”一直存在“木桶效应”。在储能系统中,所有电池的充放电过程都是紧密耦合、同步进行的,退役电池因制造差异、老化程度不同,并入储能系统后可能因一块电池短板,影响整个系统的性能和寿命。换言之,系统效能将被最弱的那节电池拖累。

如何让性能各异的退役电池“齐步走”?

2022年以来,方宇团队创新探索系统性解决方案。团队利用模糊加权控制算法实现不同电池组的充放电流自适应调整,利用预设时间的反馈控制技术实现母线电压的快速跟踪,并创新设计了一套“独立双通道-绕组串型双有源桥”的电路架构,使得高压侧开关器件减少了50%以上,大幅降低了装置成本,提高了系统可靠性。

“传统的电池均衡技术依赖复杂的能量转换装置,不仅成本高昂,而且效率低下。”方宇介绍说,智能均衡技术依托先进的电力电子技术和算法,对电池模组进行了跟踪控制和管理。同等控制效力下,综合成本下降25%。

“接入不同批次电池后,其能量转化效率达97.8%,同时,大大降低了成本费用。”华自科技股份有限公司深圳创新研究院副院长宋晨介绍,该装备大大降低了企业用电成本,应用到微网系统产品中可显著提升性价比。

据了解,目前相关技术先后取得了9项专利、10余项软件著作权。技术成果已经在工厂、交通、城市供电等不同场景中试用,创造了可观的经济效益。

 
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