基于PV供电的多输出buck转换器的可再生能源储能系统，采用扩展电流控制以延长Li-ion电池寿命

最近，关于提高用于光伏（PV）供电储能体系（ESS）的能量存储设备循环寿数的研究显着加强。与现有电池技能相比，锂离子（Li-ion）电池具有诸如高……等优势。能量密度以及高循环寿数。然而，许多现有的 Hybrid energy storage system (HESS) 面临着 Li-ion 电池具有有限的循环寿数、日历老化和循环老化的现实。因而，人们的注意力已转向了为改善……所必需的充电技能。运用寿数 经过延伸其循环寿数并削减容量丢失来提高Li-ion电池的性能。其中一种办法是从一定水平开端逐步添加电流为电池充电，而不是直接以最大充电电流发动充电进程。本研究提出Extended Current Control（ECC）以削减PV-fed HESSs中的电池容量丢失并延伸其运用寿数。该最大功率点 PV模块的(MPP)是经过超级电容器(SC)转换器由扰动观察法(P&O)算法供给的，而ECC则是经过电池转换器完成的。与依据优化、规则或滤波的技能不同，这种办法所需的硬件更少。在大范围内操控电池电流可维护电池组免受充电初期大电流的影响，并经过延伸循环寿数来削减容量丢失。与仅包括电池组的PV供电ESS相比，所提出的技能使电池充电电流提高了40%，在达到MPP点时的转换器占空比提高了8%，而且电池容量衰减改善了31.69%。

导言

在当今的技能中，可再生动力体系在贮存和运用清洁及可继续动力方面发挥着关键作用。PV供电的可再生动力体系因其安装简便和运转本钱低而备受重视。尽管PV体系对全球电力出产的贡献率仅为3.6%，但它们占总装机可再生动力容量的31%[1]。依据International Energy Agency - Photovoltaic Power Systems Program（IAE-PVS）发布的陈述，尽管2022年全球PV累计装机容量为1.2 TW，但这一数值在2023年达到了1.6 TW[2]。尽管因为COVID-19全球疫情导致资料供应和运输本钱添加，使得产值有所下降，但PV体系仍继续保持其在可再生动力领域的电力和市场份额。市场份额增长的要素之一是出产本钱的下降。依据International Renewable Energy Agency（IRENA）发布的陈述，发电本钱从2010年的0.445（$/kWh）降至2022年底的0.049（$/kWh）[3]。在全球范围内，我国在PV体系的出产和安装方面均位居首位，欧洲紧随其后排名第二，美国排名第三。尽管存在这些积极的前景，但PV体系对辐照度、湿度、温度和局部遮挡等环境条件非常敏感。因而，它们...
光伏供电体系的高效率对于并网体系和储能体系都非常重要。如今，作为储能设备常见的锂离子（Li-ion）电池被广泛应用于光伏体系的储能机制中[5,6]。与其他商业化电池技能相比，Li-ion电池具有一些优势，如高能量密度、长循环寿数、高端电压、低内阻和低自放电率[7]。此外，作为最主流的可充电电池技能，Li-ion电池的动力需求估计在2020年至2030年间将从185GWh增长至2035GWh[8]。这一预测强调了未来六年内对Li-ion电池的需求将添加十倍以上，而且有效且高效地利用ESSs将是一个关键步骤。仅运用电池组作为ESSs中的储能单元可能会带来一些晦气影响。在仅包括电池的光伏供电ESSs中，DC-DC转换器调理动力（PV模块）与储能设备（电池组）之间的充电电流。如果电源侧的电压高于储能侧，则优先选用降压转换器；反之则运用升压转换器。因为电池组经过将化学能转化为电能来贮存能量，它们一般按照制造商供给的有限充电电流进行充电。许多科学研究现已证明，如果超过这个极限值，要素...
锂离子电池的循环寿数和容量在其应用领域的市场份额中发挥了重要作用[9]。电池单元一般经历两种不同的老化进程：日历老化和循环老化。尽管日历老化从电池单元制造（Begin of Life - BoL）开端一直继续到其运用寿数完毕（End of Life - EoL），但循环老化取决于电池单元的作业条件。众所周知，电池温度和电压会激烈影响锂离子电池的日历衰减[10]。此外，科学研究现已证明，充电电流、放电电流、State of Charge (SoC) 和作业温度等要素直接影响循环老化[11]。与老化类似，容量丢失与运用条件直接相关。容量丢失随充放电循环呈线性改变，且在高温作业条件下会进一步添加[12]。因而，高充电电流会提高电池温度，然后限制电池的循环寿数和容量。