动态可重构网络的军事应用

传统基于TCP/IP网络体系在灵活性和扩展性方面存在不足,使得动态可重构网络军事应用中具有需求和可能。介绍了动态可重构网络研究现状和体系结构,分析了其在军事应用领域、应用优势和所涉关键技术。分析指出,动态可重构网络具有网络基础资源服务能力和网络业务提供能力分离的特征,并具有基于重构方法动态改变网络服务能力的特性,从而使得动态可重构网络能适应军事应用中通信环境复杂多变、业务需求基于战场态势动态变化和临时性业务申请频繁的需求,在军事应用中具备一定优势。

基于动态可重构电池网络的大规模退役动力电池梯次利用储能系统运行性能评估

退役动力电池因其一致性差、安全性薄弱等缺陷在梯次利用时面临巨大挑战。动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)能够有效提高退役动力电池梯次利用储能系统的一致性和安全性。目前DRBN储能系统已经进入工程应用阶段,然而现有的研究缺少对大规模DRBN储能系统的运行性能评估。为此,以实际运行的大规模退役动力电池梯次利用储能系统作为分析对象,选取储能系统中80个DRBN的1个月运行数据进行分析。从运行工况、均衡效果、薄弱辨识三个方面验证了DRBN储能系统对电池模组一致性的提升效果。数据分析表明,90%的DRBN一致性良好,且其他一致性较差的DRBN都能够被准确辨识。

动态可重构电池储能技术:原理与应用

如何从根本上消除电池系统的“短板效应”是储能行业发展的核心技术问题。目前业界解决“短板效应”的主要手段是追求电池单体在生产和使用过程中的一致性,这必然导致边际成本越来越高,同时依然无法从根本上消除电池系统“短板效应”。因此,本团队率先提出了基于能量数字化的动态可重构电池(dynamic reconfigurable battery,DRB)储能技术,改变了电池发明以来固定串并联的应用范式,将电池之间的物理连接由传统固定串并联的刚性连接改变为程序控制的柔性连接,通过控制每个电池接入充放电回路里的时间实现了“尽力而为”的电池能量管控模式。接着,本团队提出了基于动态可重构电池储能技术的能量控制和系统级本质安全控制方法,将能量控制问题表示为一个优化问题,并分析了基于可控串并联技术的本质安全控制方法。大量实际运行数据表明,动态可重构电池储能技术可以极大提升电池储能系统的安全性和能量效率,为构建大规模长寿命低成本电池储能系统提供了全新的路径。

基于动态可重构电池网络的储能系统本质安全机制及实例分析

随着电化学储能的快速发展,储能系统本质安全的问题日益凸显。然而,电池单体固有的差异性与传统固定串并联成组方式的不匹配所带来的电池系统“短板效应”是造成目前电化学储能系统安全性和经济性问题的本质原因。近年来,基于动态可重构电池网络(dynamically reconfigurable battery network,DRBN)的数字储能系统得到了广泛的关注。DRBN通过低功耗功率半导体器件与电池进行深度耦合,将电池从电化学反应装置转变为一种新型数字装置,并通过毫秒级电池物理连接拓扑重构从原理上杜绝了由于过充过放所带来的热堆积和热失控问题,实现了电池系统级本质安全。此外,DRBN能够快速诊断并切除故障电池,同时保持电化学储能的正常运行,极大提升了系统的可用性和可靠性。最后,本工作通过实际工程案例数据阐述数字储能系统在突发故障时的在线诊断和快速自动隔离疑似故障方面的本质安全机制,为电化学储能系统安全性和经济性提供一种新的路径。

基于动态可重构电池网络的OCV-SOC在线估计

随着大规模储能系统的广泛发展,快速准确地估计锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)对系统的安全可靠运行至关重要。然而,在传统的固定串并联电池单元/模块拓扑结构中,无法直接测量电池单元/模块的开路电压(open circuit voltage,OCV),也就无法建立OCV-SOC映射关系来准确估计SOC。对此,提出一种基于新型动态可重构电池网络的精准SOC估计方法。该方法可以在1s内测量得到OCV,然后使用梯度增强决策树估计电池单元/模块的准确SOC。实验结果表明该方法的高效率和有效性,为电池状态估计提供了一个范式结构。