一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法与流程

1.本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法。


背景技术：

2.由于化石资源的枯竭以及日趋严重的环境问题，太阳能、风能、潮汐能、生物质能等高效清洁的可再生能源得到发展和利用。随之，如何实现新能源的储存与转化成为摆在我们面前亟待解决的问题。锂离子电容器属于非对称型超级电容器。
3.锂离子电容器的储能机理为：充电时，电解液中li 嵌入负极材料中，同时电解液中阴离子吸附到多孔炭电极表面形成双电层，电子则通过外电路到达负极；放电时，li计从负极材料中脱出回到电解液中，正极活性炭与电解液界面间产生的双电层解离，阴离子从正极表面释放，同时电子从负极通过外电路到达正极。
4.因此，其锂离子电容器的工作原理结合了超级电容器和锂离子电池，其具有高功率、长寿命、低电阻等特性，区别于锂离子电池的高能量特性。因此如果继续使用锂离子电池储能系统健康状态(即soh)的评测标准，即主要是依靠累计放电容量、充放电次数、最高可放电容量等，这并不能真实反映出锂离子电容器的真实特性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决锂离子电池的评测标准不能真实反映出锂离子电容器的真实特性的问题，而提出的一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，包括以下步骤：
8.a.将锂离子电容器储能系统健康状态分为：健康、一般、危险三个等级；
9.b.通过能源管理系统采集到锂离子电容器单体电压、电流、温度、soc；
10.c.将锂离子电容器储能系统的soh评估指标分为：能量特性、电阻特性、功率特性；
11.d.将采集到的能量特性、电阻特性、功率特性的值分别与健康状态关键指标阈值相对比，即可评测出锂离子电容器储能系统的健康状态。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述c步骤中的能量特性是通过采集到的soc值和电压值进行评测。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述c步骤中的电阻特性是通过采集到的恒功率充放电起始时刻的电压阶跃值与此时刻的电流值来评测。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述c步骤中的功率特性是通过电阻特性与此时刻的电流值来评测。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述能源管理系统的采集时间精度为秒级。
20.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.本发明中，通过能源管理系统采集到的锂离子电容器单体电压、电流、温度、soc来评估能量特性、电阻特性、功率特性，通过能量特性、电阻特性、功率特性的值分别与健康状态关键指标阈值相对比，即可评测处锂离子电容器储能系统的健康状态，相比传统的锂离子储能系统健康状态的评测标准，可更加真实的反映出锂离子电容器的特性。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，包括以下步骤：
25.a.将锂离子电容器储能系统健康状态分为：健康、一般、危险三个等级；
26.b.通过能源管理系统采集到锂离子电容器单体电压、电流、温度、soc；
27.c.将锂离子电容器储能系统的soh评估指标分为：能量特性、电阻特性、功率特性；
28.锂离子电容器储能系统健康状态评估的作用就是评估锂离子电容器储能系统在实际使用过程中可发挥容量的多少，可发挥的功率特性的多少，电阻值增加了多少，进而通过设计之初所做soh方面的三个影响因素的阈值，来评测是健康状态；
29.d.将采集到的能量特性、电阻特性、功率特性的值分别与健康状态关键指标阈值相对比，即可评测出锂离子电容器储能系统的健康状态，当锂离子电容器储能系统的健康状态处于一般健康状态阈值的下限时，应停止使用；
30.实施例2
31.重复实施例1，能量特性是通过采集到的soc值和电压值进行评测，电阻特性是通过采集到的恒功率充放电起始时刻的电压阶跃值与此时刻的电流值来评测，功率特性是通过电阻特性与此时刻的电流值来评测；
32.电阻特性用来评估锂离子电容器储能系统的热特性；热特性主要是指由于储能电源系统相对于动力电源系统来说其为固定模式，不受到机械力方面的影响，主要是锂离子电容器电芯内部发生的热失控引起的安全问题；
33.锂离子电容器的热失控主要包括因化学热引起的失控，以及因电引起的失控；
34.锂离子电容器的化学热失控主要是指锂离子电容器随着使用时间的增长，内阻增加，从而使其在高温或高倍率下容易导致温升过快从而引起安全事故；
35.锂离子电容器的电热失控主要是指在化学热失控发生后，正负极极片活性物质脱落，隔膜破裂，从而导致正负极集流体直接接触而产生的内部短路发热，使其失控状态进一步增加；
36.功率特性用来评估锂离子电容器储能系统在某个荷电状态(soc)下所能发出的最大功率，也可以说成是在某指定电压值下电池所能给出的最大电流。
37.实施例3
38.重复实施例2，能源管理系统的采集时间精度为秒级，优选为1s。
39.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将锂离子电容器储能系统健康状态分为：健康、一般、危险三个等级；b.通过能源管理系统采集到锂离子电容器单体电压、电流、温度、soc；c.将锂离子电容器储能系统的soh评估指标分为：能量特性、电阻特性、功率特性；d.将采集到的能量特性、电阻特性、功率特性的值分别与健康状态关键指标阈值相对比，即可评测出锂离子电容器储能系统的健康状态。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，其特征在于，所述c步骤中的能量特性是通过采集到的soc值和电压值进行评测。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，其特征在于，所述c步骤中的电阻特性是通过采集到的恒功率充放电起始时刻的电压阶跃值与此时刻的电流值来评测。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，其特征在于，所述c步骤中的功率特性是通过电阻特性与此时刻的电流值来评测。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，其特征在于，所述能源管理系统的采集时间精度为秒级。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电容器储能系统健康状态评估方法，包括以下步骤：a.将锂离子电容器储能系统健康状态分为：健康、一般、危险三个等级；b.通过能源管理系统采集到锂离子电容器单体电压、电流、温度、SOC；c.将锂离子电容器储能系统的SOH评估指标分为：能量特性、电阻特性、功率特性。本发明中，通过能源管理系统采集到的锂离子电容器单体电压、电流、温度、SOC来评估能量特性、电阻特性、功率特性，通过能量特性、电阻特性、功率特性的值分别与健康状态关键指标阈值相对比，即可评测处锂离子电容器储能系统的健康状态，相比传统的锂离子储能系统健康状态的评测标准，可更加真实的反映出锂离子电容器的特性。离子电容器的特性。


技术研发人员：杨恩东 孟海军 邵国柱 丁佳佳
受保护的技术使用者：南通江海储能技术有限公司
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2021/10/28