二手电动汽车电池为电网充电

 
橡树岭国家实验室的研究人员已经开发出一种创新的控制系统，用于重新定位的电动汽车电池组，以存储家用电能，​​并且正在将该技术扩展到大型电网级项目。
即使在电池为电动汽车(EV)供电的首次使用期限到期后，仍然还有很多果汁。这些电池组可能不再能够承受电动汽车的极端充电和放电条件，但它们仍可作为固定储能的低成本选择来使用，使用寿命估计可长达10年以上。
经过重新利用的电池是电网储能的理想选择，随着全国各地安装了更多可再生的间歇性发电源，对于保持电力需求和供电平衡至关重要。根据美国能源信息署的数据，太阳能，风能和水力发电等可再生能源在2018年发电量约占美国的17%。家庭和企业正在安装更多的可再生能源。
但是使用新电池的现场储能系统的成本仍然很高。
美国能源部电力办公室储能研究主管Imre Gyuk表示：“开发储能新技术对于一个越来越依靠可再生，分布式能源的平衡，现代化的电网至关重要。” “该项目还通过重用有价值的商品，最大程度地减少浪费并确保可靠，安全的电力输送来实现强劲的经济来支持循环经济。”
低成本，重新利用的电池能量存储潜力巨大。目前，全国道路上约有100万辆电动汽车，爱迪生基金会预测，到2030年，还将有1870万辆电动汽车，约占全部车辆的7%，全部由电池组供电。
ORNL研究人员Michael Starke一直领导着OE储能计划支持的一个项目，该项目旨在创建和增强对二手电池储能的控制，包括在北卡罗来纳州人居中心的家中部署和测试15千瓦系统。在研究机构进行测试以及ORNL都在实验室附近维护。
使用Starke和他的同事开发的软件和电力电子硬件，二次使用电池系统旨在在电力成本最高的关键高峰需求时段内，将房屋的公用事业购买量减少到零。取而代之的是，家庭使用现场可再生能源产生或存储的电力。
二手电动汽车电池为电网充电
橡树岭国家实验室从事二次电池储能系统的电力电子研究。图片提供：美国能源部卡洛斯·琼斯/橡树岭国家实验室
斯塔克说：“净收益是利用实时费率结构的电费要低得多。”
该过程还可以在高峰时段释放公用事业服务区域的一些需求，从而帮助平衡负载。 Starke补充说：“最大的收获是，在这些应用中，二次能源存储在经济上是可行的。”
“二次使用不仅仅是将用过的汽车电池扔进去。将其投入公用事业级系统是一个挑战。公用事业需要一种可以长期依靠的可靠，高效的东西。他们只希望一种设备与之通信可以管理大量资源。” Starke说。
ORNL开发的系统具有基于云的通信功能，可实现远程控制，具有灵活的逆变器，可为家庭或公用事业部门转换电力，并具有将系统与更大的电网同步并确保安全启动和关闭的控制功能。这项工作在今年秋天的IEEE能源转换大会和博览会上发表的论文“住宅(二次使用)储能系统以及模块化软件和硬件电源电子接口”中进行了详细介绍。
Oak Ridge研究人员还解决了将来自不同制造商，具有不同化学，电压和容量的不同制造商的电池集成到统一高效的储能系统中的挑战。研究人员开发了一种方法，该方法从本质上提出了使用电池进行所需数量的充电或放电，然后以其状态和满足要求的能力做出响应的方式，从而实现了资源的有效分配。
这项工作在“公用事业规模的多化学电池能量存储架构”中也有详细介绍，该论文也在IEEE大会上发表。斯塔克说，这项研究对于未来如何将电动汽车电池重新用于更大的项目以支持公用事业级电网存储至关重要。
公用事业规模的能量存储通常为100千瓦或更高，最理想的是至少1兆瓦的系统。 这样的项目将需要多个二次电池系统。
斯塔克说：“这全都是实用程序所看到的。” “公用事业只需要一块能量，但是有很多子系统必须协调和控制这些资源才能制造1兆瓦的系统。”
Starke及其ORNL电能系统集成小组的同事目前正在开发一个100千瓦的二手电池系统，以进一步测试其控件和硬件解决方案。 这将是此类项目中第一个将电动汽车电池重新用于电网规模系统的项目，其规模将在拥有多个房屋的社区中达到。