一种可靠且快速的电池去极化充、放电控制运行方法【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《一种可靠且快速的电池去极化充、放电控制运行方法》

专利号：ZL202111463292.9

二、应用领域

本发明涉及一种可靠且快速的电池去极化充、放电控制运行方法，属于储能电池充放电领域。

三、专利说明

1、摘要：

本发明公开了一种可靠且快速的电池去极化充、放电控制运行方法，该方法通过控制电池变流器，实现在电网或电动汽车为电池进行直流充、放电的同时，由变流器中的储能元件为电池进行正弦纹波电流充、放电，所产生的正弦波动功率由可靠储能元件进行缓冲。可在不影响电网和电动汽车侧电能质量的同时，对电池进行基于正弦纹波电流的去极化充、放电。这种充、放电方式将有益于延长电池寿命，提高电池和变流器的可靠性，并增大电池充、放电功率，加快电池充、放电速度，对增强并网电池的响应速度，提高电动汽车的动态驾驶性能，具有显著的提升效果。

2、背景：

由于锂离子电池具有能量和功率密度高、重量轻、无记忆效应等特点，因此锂离子电池广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、可再生能源存储等领域。在这些应用中，快速、高效和可靠的充放电操作是关键考虑因素。为了满足这些要求，人们提出了许多充放电方法。传统的恒流恒压(CC‑CV)充电方法具有操作方便、性价比高的优点。然而，这些方法会导致电池极化严重，从而产生镀锂等现象，使电池寿命周期缩短、效率降低。为了克服传统方法的局限性，有研究提出了脉冲充电(PRC)、电阻补偿、正弦纹波电流(SRC)充/放电等技术。 其中，SRC方法因其在充电速率和效率上的显著提高而备受关注。SRC充电/放电方法本质上将交流正弦纹波电流与电池的直流电流叠加。由于交流电流的融入，减少了电池内部锂离子电荷积累，降低电池内部过电压，实现了电极的去极化。有研究实验证明了SRC方法在锂离子电池充放电效率、充电时间、放电容量和寿命方面显著优于传统CC‑CV充电和PRC放电策略。 

然而，到目前为止，报道的研究主要集中在跟踪正弦纹波电流的最佳频率。电池进行交流充、放电所产生的正弦纹波电流都由电网和负载消纳，SRC运行引起的纹波功率对电网、电机等的影响并没有得到足够的重视。当电池通过常规的DC‑DC变流器连接到直流母线和电机，电池随正弦纹波电流充电或放电时，交流电纹波功率将注入直流微电网和电机，造成谐波污染和电机转矩震荡。此外，交流纹波功率还会造成变流器效率下降、可靠性变差。 这给电池直流‑直流、直流‑交流变流器的设计和控制带来了新的挑战。

如何在电池以正弦纹波电流和直流电流叠加的方式进行充、放电的同时，确保不向电网和关联的设备注入波动功率，不影响输出端口电能质量，是尚未解决的难题。

四、相关文件下载

专利证书：/UploadFiles/20231008/20231008153118771877.pdf

专利详情：/UploadFiles/20231008/20231008153182308230.pdf