Sayan Das · Manuel Baumann · Marcel Weil · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 电池储能系统，特别是基于钠、钾等丰富材料的新兴系统，被视为当前锂基系统的可持续替代方案。然而，对这些系统的可持续性评估以及潜在改进潜力的识别需要对多个因素进行复杂评估，包括技术、经济、环境以及社会政治等方面。这些准则之间存在相互依赖性和不确定性，尤其是涉及处于不同技术成熟度（TRL）水平的技术时所关联的定性数据，给稳健评估带来了重大挑战。本研究提出了一种新的犹豫直觉模糊框架，用于选择储能技术并识别关键的改进潜力，该框架在语言犹豫与不确定性的条件下涵盖可持续性的所有维度。该方法独特地整合了详...

解读: 该研究的多维度电池技术可持续性评估框架对阳光电源ST系列储能系统选型具有重要参考价值。研究揭示环境因素、能量密度、资本成本和全球变暖潜势是关键决策因子,可指导PowerTitan等储能产品在LFP技术路线基础上,前瞻性布局钠离子等新兴技术。模糊决策方法可集成至iSolarCloud平台,为客户提供基...

Nadia Bouli · Renate Evers · Jelle Driegen · Ayesha Nawaz 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 可再生能源的部署不可避免地依赖于环境友好的储能系统。酸碱液流电池（ABFB）利用双极膜（BPM）（逆向）电渗析原理，将多余的电能储存在丰富且无害的材料（氯化钠和水）中。然而，由于离子通过膜的非预期交叉，该技术存在较高的能量损失。在本研究中，我们考察了膜类型以及电池中不同离子的影响，并确定了这种交叉现象及由此导致容量衰减的主要原因。我们还研究了在不同ABFB运行条件下（pH梯度、电流密度和所用离子）的离子交叉行为。主要损失源于质子因尺寸小、迁移率高而促进的扩散驱动型酸穿越双极膜过程。在较高p...

解读: 该酸碱液流电池研究揭示了双极膜储能系统的能量密度与效率权衡机制,对阳光电源PowerTitan液流储能系统优化具有参考价值。研究指出的离子交叉渗透损耗、pH梯度与稳定性矛盾、电流密度对欧姆损耗的影响等关键问题,可指导ST系列PCS在液流电池应用中的充放电策略优化。特别是高电流密度下降低扩散损耗占比的...

Haichuan Zhao · Jinhao Meng · Qiao Peng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 在电池储能系统（BESS）的全生命周期管理中，早期捕捉锂离子电池（LIB）的退化路径至关重要，然而现有研究主要集中在短期电池健康状态（如健康状态，SOH）诊断。本研究提出一种创新性概念，旨在仅利用少量初始循环数据即可感知锂离子电池的退化轨迹，从而为BESS复杂化的运行与维护策略预留充足的调整空间。本文提出一种新颖的深度学习框架，通过构建基于电池早期使用数据的图特征来获取容量退化轨迹。为了捕获更丰富的容量衰减特征，该框架通过生成增量容量（IC）曲线和容量差分曲线对电压-容量数据进行增强，并将...

解读: 该早期电池退化轨迹预测技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要价值。通过少量初始循环数据的图形化特征和深度学习,可在电池全生命周期早期预判容量衰减路径,为储能系统预测性维护提供60个循环内的精准预警。该技术可集成至iSolarCloud平台,结合增量容量曲线分析,优化BMS健...

Ruixue Liu · Benben Jiang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.381

摘要 高效且可靠的电池管理系统依赖于对多个电池状态的精确联合估计，包括荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）和剩余使用寿命（RUL）。然而，由于这些状态在不同时间尺度上具有不同的时间分辨率以及复杂的相互作用，特别是在缺乏历史电池数据的情况下，该任务面临显著挑战。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的端到端多时间分辨率注意力机制交互网络（MuRAIN），用于多种电池状态的联合估计，该方法直接利用当前的充放电循环数据，无需历史数据。MuRAIN方法引入了一个多分辨率分块模块，能够从循环数据中智能提取具...

解读: 该多时间分辨率注意力交互网络技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统的BMS优化具有重要价值。MuRAIN可实现SOC、SOH、RUL的高精度联合估计,无需历史数据即可基于当前循环数据运行,特别适合浅循环工况下的商业储能应用。该技术可集成至iSolarCloud平台,提升预测性...

Yongxi Wu · Anthony Chun Yin Yuen · Chongmao Mo · Xinyan Huang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 锂离子电池系统的热管理性能及热失控传播（TRP）特性是评估电池安全性的关键因素。本研究提出一种新型热管理与阻隔一体化结构（TMBIS），该结构集成相变材料（PCM）与阻燃（FR）隔热材料，旨在同时实现有效的热管理并抑制锂离子电池模组内的热失控传播。通过将降阶集总参数热阻网络（TRN）模型与计算流体动力学（CFD）模型相耦合，采用多尺度仿真方法，研究了热失控传播的动力学过程，阐明了该结构的保护机制并对其参数进行了优化。结果表明，在PCM与FR层的厚度比和导热系数比分别为0.8和0.5时，相较...

解读: 该热管理与热障一体化结构(TMBIS)技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。通过相变材料与阻燃材料的集成设计,可显著提升电池模组热失控防护能力,将热蔓延时间延长5-6倍。其CFD与热阻网络耦合的多尺度仿真方法,可直接应用于阳光电源储能PCS的电池热管理系统优化设计...

Jigu Seoa · Junepyo Chab · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 本研究调查了电池电动汽车在真实使用条件下的能耗特性，特别关注在不同环境温度和驾驶工况下热管理系统的行为表现。在为期18个月的时间内，对同一辆电动汽车进行了113次道路测试，覆盖了从−10 °C到39 °C的环境温度范围以及多种道路和交通状况。本研究的一个重要贡献在于分析了热管理子系统（如热泵、电加热器和电池冷却器）的运行如何在不同环境条件和驾驶条件下影响整车的总能耗。结果表明，即使在关闭座舱空调系统的情况下，环境温度仍显著影响车辆的能耗。当座舱气候控制系统启用时，用于座舱采暖或制冷的压缩机...

解读: 该研究揭示电动汽车在不同温度下的能耗特性,对阳光电源充电桩及储能系统具有重要参考价值。研究表明-10°C时能耗比30°C高50%,热泵和电阻加热显著影响整车能耗。这为我们的充电站解决方案提供优化方向:可结合环境温度动态调整充电功率,在极端温度下预留热管理能耗裕量;ST系列PCS可针对电池冷却需求优化...

Aihua Tang · Zikang Wu · Yuchen Xu · Kailong Liu 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年12月

实现对电池异常的全面、准确检测对于电池管理系统至关重要。然而，电气结构的复杂性和有限的计算资源往往给直接的车载诊断带来巨大挑战。本文提出了一种部署在云平台上的多功能电池异常诊断方法，满足异常检测、定位和分类的需求。首先，该方法从放电电压中提取四个异常特征以指示电池异常。利用这些特征，通过风险筛查过程将车辆分为高、中、低风险类别。其次，在离线阶段利用这些分类和先前的异常标签来训练异常分类器。然后，通过专门开发的电压累积差分均值模型进一步细分故障类型，细化预警信息。最后，利用25辆真实车辆的数据对所...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于云平台的锂电池异常检测技术具有重要的应用价值和借鉴意义。该技术通过提取放电电压的四个异常特征，实现了对电池异常的检测、定位和分类，在25辆实车数据验证中达到98%以上的检测准确率，展现出较高的技术成熟度。 对于阳光电源的储能系统产品线而言，该技术方案提供了三...

Vedran Bobanac · Hrvoje Pandžić · Hrvoje Bašić · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年6月

本文提出了一种可用于各种电力系统研究的实用线性电池储能模型。所提出的确定模型参数的方法基于对四种不同技术的锂离子电池进行实验所获得的数据。该模型本身考虑了两个重要但常被忽视的电池特性：（i）可变的充放电能量效率；（ii）非线性的充电曲线。将所提出的模型与三种简化模型进行了比较，这三种简化模型仅考虑了上述两种电池特性中的一种或都未考虑。为证明该模型在实际中的适用性和优势，使用这四种模型来制定电池储能的最优日前市场调度计划，并利用专用试验台对所制定调度计划的可行性进行了实验验证。除了提出该模型之外，...

解读: 该锂离子电池精确建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。模型的线性化特性可直接集成到iSolarCloud云平台的优化调度算法中，提升储能系统经济性评估精度。考虑容量衰减、库仑效率和温度影响的建模方法，可优化ST储能变流器的充放电策略，延长电池寿命并降...

Yi Xiea · Wensai Maa · Disheng Jiang · Wei Lib 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

准确估计电池的荷电状态（SOC）、温度分布状态（SOTD）和功率状态（SOP）对于保障现代储能系统（尤其是在电动汽车中）的安全性、效率和寿命至关重要。这些状态之间的交叉耦合动力学特性要求采用先进的建模与估计算法以提升系统性能与可靠性。在本研究中，选取电池组作为研究对象，构建了一种电-热耦合模型。其中，电气模型基于一阶等效电路模型，并扩展以考虑串并联结构关系，从而为热模型提供电气参数；热模型则建立了电池组内部产热与传热过程的详细框架，并将温度反馈至电气模型以校正其参数。随后，针对该模型设计了一种在...

解读: 该电池包多物理场在线监测算法对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。电热耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现SOC、温度场和SOP的精准联合估算(SOC误差≤1.52%,温度误差<1.32°C),显著提升储能系统BMS管理精度。三维温度场重建技术可优化液冷...

Khadim Ullah Jana · Ghjuvan Antone Faggianelli · Jean-Laurent Duchaud · Anne Migan-Dubois 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 本文提出了一种实用、非侵入式的两步放电方法，用于估计在实际运行条件下工作的VRLA-Gel蓄电池组的剩余可用容量，该方法无需拆解电池或依赖历史电池管理系统（BMS）数据。所提出的方法首先通过短脉冲放电快速识别出性能良好和性能欠佳的电池，依据是电压下降幅度和放电轨迹。这一初步筛选使测试时间减少了近50%。随后进行分阶段放电阶段，通过将容量趋势映射到参考散点图上，进一步将剩余的性能欠佳电池细分为“一般”和“弱”两类。在第一步中，基于具有未知使用历史的单体VRLA-Gel电池，根据其动态特性建立...

解读: 该VRLA-Gel电池现场评估技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要应用价值。该方法通过两步放电测试实现90%以上分类准确率,无需历史BMS数据即可评估电池剩余容量,特别适用于改造项目。可集成至iSolarCloud平台实现预测性运维,优化电池全生命周期管理,延缓更换周期降...

Andrea Pozzi · Alessandro Incremona · Daniele Toti · IEEE Access · 2025年1月

锂离子电池在电动汽车中发挥关键作用，但优化充电过程以提升电池寿命、安全性和效率仍是重大挑战。传统预测控制方法依赖精确模型，受老化、生产变异和运行条件导致的参数不确定性限制。随机预测控制策略可通过将不确定性纳入优化过程解决该问题，但引入大量计算复杂性。本文提出新型方法，通过模仿学习高效近似随机预测控制策略，通过离线训练显著降低计算负担。该方法利用Dataset Aggregation算法克服分布偏移问题。基于详细电化学模型的仿真验证方法有效性，遵守概率约束，为先进电池管理系统提供可扩展且计算高效的...

解读: 该随机电池管理优化技术对阳光电源新能源汽车电驱控产品线有重要价值。阳光车载OBC和BMS面临电池参数不确定性和复杂工况的挑战。模仿学习方法可将高计算复杂度的随机优化控制策略离线训练为轻量化神经网络模型，部署到阳光嵌入式BMS硬件中。该技术可提升阳光BMS在不确定条件下的充电优化性能，延长电池寿命，提...

Congjia Zhang · Yanglin Zhoua · Xiangjin Wangb · Min Liub 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.396

摘要 退役电动汽车（EV）电池在储能系统（ESS）中的梯次利用对资源循环利用和环境保护具有重要意义。然而，退役电池模块之间显著的一致性差异给电池储能系统（BESS）带来了安全隐患。由于复杂的工作条件以及磷酸铁锂（LiFePO4）模块较为平坦的开路电压-荷电状态（OCV-SOC）曲线，传统BESS的荷电状态（SOC）一致性评估面临挑战。为此，本文提出一种基于动态可重构电池系统（DRBS）的新型SOC一致性评估方法。首先，得益于DRBS能够将模块从系统中断开，可实现快速在线OCV估计。然后，将OCV...

解读: 该动态重构电池储能系统的SOC一致性评估方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过模块在线断开实现快速OCV估算,可优化退役电池梯次利用场景下的BMS算法。变异系数法克服磷酸铁锂电压平台特性,可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护,提升储能电站安全...

Yi-Feng Luoa · Guan-Jhu Chenb · Chun-Liang Liuc · Ya-Shuo Chend 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 绿色能源的发展推动了储能系统（ESS）和电动汽车（EV）的进步，这两者均可显著减少环境污染。然而，电池组中多个电池单体的使用可能导致单体之间出现容量或电压不均衡的现象。为缓解这一问题，有必要采用电池均衡器来维持电池组内各单体之间的平衡。本文提出了一种由四组有源双向Buck-Boost型DC-DC变换器构成的均衡装置，当电池单体间的容量差异超过设定阈值时，该装置将启动均衡机制。该均衡机制基于电池的荷电状态（SOC），确保在放电过程中负载功率能够有效分配，在充电过程中充电电流能够合理分配。所提...

解读: 该主动双向均衡技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。基于SOC的功率分配策略可优化我司储能系统的电池管理算法,将均衡时间缩短25-32%,显著提升系统可用容量和循环寿命。双向Buck-Boost拓扑与我司三电平技术结合,可增强电池包一致性管理能力。该方法在充电模...

Jun Cai · Maowen Fua · Ying Yana · Zhong Chenb 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

摘要 电池储能系统（BESS）在维持用户侧电力供需平衡中发挥着关键作用。本文提出了一种基于深度Q网络（DQN）算法的BESS能量管理系统（EMS），该系统充分考虑了电池的充放电次数限制。首先，建立了EMS的数学模型；随后，将EMS的最优决策过程建模为马尔可夫决策过程（MDP），并在此基础上设计了相应的MDP公式与DQN算法，以根据负荷情况制定合理的充放电调度计划。最后，基于中国贵州省遵义市某线路的实际负荷数据开展了实验研究。测试结果表明，本研究所提出的优化方法可将电网功率波动的最大方差降低至原始...

解读: 该DQN深度强化学习储能控制策略对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过MDP建模优化充放电决策,可将电网波动方差降至49%,充放电次数减少50-67%,显著延缓电池老化。该算法可集成至iSolarCloud平台,结合阳光电源三电平拓扑和GFM控制技术,提升用户侧...

Seyede Masoome Maroufi · Shahab Karrari · Karthik Rajashekaraiah · Giovanni De Carne · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

飞轮和锂离子电池在功率和能量特性上具有互补性，能够为电网提供服务，增强功率响应、提高能量容量和循环能力，并延长系统使用寿命。实时功率管理以及考虑储能组件的荷电状态（SoC）和爬坡率，对于优化性能至关重要。然而，为确保管理策略准确高效，仍需进一步改进荷电状态校正技术，并进行严格、实际的测试。本文针对混合飞轮和电池储能系统，提出了一种基于移动平均法（MA）和模糊逻辑的功率管理方法。该方法将飞轮的荷电状态和电池的爬坡率分别视为两种技术中最受关注的变量，在两种技术之间实现功率的最优分配。该系统通过集成移...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，该论文提出的飞轮-电池混合储能功率管理技术具有重要的战略参考价值。当前我司储能产品以锂电池为主，面临高频充放电场景下电池寿命衰减和功率响应速度受限的挑战。飞轮储能的高功率密度、快速响应特性与锂电池的高能量密度形成天然互补，这为构建新一代混合储能系统提供了技术路径。 该...

Yuqian Fan · Yi Lia · Chong Yana · Yaqi Liang 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.400

准确估计锂离子电池的荷电状态（SOC）是电池管理系统中的核心任务。然而，SOC估计在复杂工况下面临着精度不足、鲁棒性差以及可解释性弱等挑战。本文提出了一种物理增强型混合Kolmogorov–Arnold网络（PEHKAN）方法，这是首个将机械应力特性与电化学–热力学多物理场建模相结合的方法。构建了改进的Butler–Volmer方程电化学势能模块，以及具有协同控制的温度–压力耦合扩散动力学模块；这些模块显式地刻画了电化学、热力学与机械应力之间的协同作用。此外，设计了一种动态门控融合机制，以实现物...

解读: 该物理增强混合神经网络SOC估算技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统的电池管理具有重要价值。其电化学-热力学-机械应力多物理场耦合建模可直接应用于BMS优化,在复杂工况下MAE低至0.00312,显著提升储能系统全生命周期安全性与经济性。动态门控融合机制可增强iSolarClo...

Wenjie Qiac · Jiaxing Yanga · Zhigang Zhang · Jieyang Wuab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电池热管理是纯电动汽车面临的主要挑战之一，热失控事件引发了公众安全担忧。针对车辆动力电池在高放电倍率下模块温度过高及热均衡性不足的问题，本文提出一种基于电池模组温度分布特性的新型圆柱形锂离子电池缠绕式冷却带结构。通过对四种冷却结构的热-水力性能进行对比分析，结果表明所提出的结构在电池热管理应用中表现出更优的性能。在固定质量流量条件下，系统研究了冷却带几何结构对热管理性能的影响。热-水力分析表明，主通道高度为24 mm、支通道高度为16 mm的分叉式冷却带设计可使散热效率达到最大。采用正交试...

解读: 该圆柱电池缠绕式冷却带技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。针对PowerTitan等大型储能系统,该分叉式冷却结构可优化电池热管理,降低最高温度6.31K并减少39.02%压力损失,提升系统安全性和能量密度。对于充电站大功率快充场景,该技术可改善电池包温度均匀性,延长循环寿命。建议结...

Evaggelia Nivolianit · Yannis L.Karnava · George Chatziaslanoglo · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 近海航运的脱碳需要采取多方面的综合策略，其中先进的电池技术和可再生能源（RES）为实现零排放海上运输提供了可行路径。尽管电池驱动的储能系统已在多个行业得到广泛应用，但由于频繁的短时靠港停泊以及对高效岸基充电基础设施的需求，其在近海航运中的集成应用仍面临挑战。本研究旨在识别适用于混合动力船舶的最合适电池技术，以平衡环境与经济因素。通过分析七种不同的电气化配置方案，这些方案整合了光伏能源以及包括铅酸、锂离子和镍铁在内的多种电池技术，本研究评估了在不同放电深度（DOD）和调度策略下的系统性能。针...

解读: 该混合动力船舶储能研究对阳光电源海事电气化解决方案具有重要参考价值。研究中的光伏-储能混合配置与我司ST系列PCS及PowerTitan储能系统技术路线高度契合,可应用于港口岸电充电站开发。文中对比的多种优化算法(GA/GOA/GWO等)可借鉴用于优化我司储能系统能量管理策略和充放电控制算法。研究强...

Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和优异的电化学性能，被认为是大规模储能系统（LSESS）中极具前景的技术。然而，SIBs的安全性鲜有讨论，而热稳定性对其电池应用至关重要，尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳（NFPP/HC）软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明，硬碳（HC）与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生（NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C），且负极与电解液的反应释放大量热量，...

解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...

Aleksander Sutia · Marc Budinger · Gianpietro Di Ritoa · Aurélien Reysset · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

电池管理系统对电动垂直起降无人机（eVTOL UAV）的性能具有显著影响。对于由多个电池组供电的无人机，为了优化能量与功率分配、延长循环寿命和飞行时间，需要在传感器数量受限的条件下对荷电状态和温度进行监测。为实现这一目标，首先通过专用实验测试辨识电池组的电-热耦合模型，并利用基于参考无人机飞行任务仿真所生成的电流负载曲线的实验数据对该模型进行验证。随后，通过对收敛速度、计算负担及抗干扰能力的综合分析，从三种广泛应用的观测器——卢恩伯格观测器（Luenberger Observer, LO）、扩展...

解读: 该电池包观测器算法研究对阳光电源储能系统ST系列PCS及PowerTitan产品具有重要参考价值。文中Luenberger观测器在计算负荷与收敛速度间的平衡优势,可应用于我司BMS优化,减少温度传感器数量降低成本。其利用实际端电压计算产热以补偿老化影响的策略,可增强ESS系统SOC/SOT估算鲁棒性...