ORNL研发创新控制系统 再利用电动汽车电池组为家庭提供电力

据外媒报道，美国（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）的研究人员研发出一种创新控制系统，可以重新利用电动汽车电池组，存储供家庭使用的电力，而且计划将该技术扩展至大型电网项目。

即使电池无法再为电动汽车提供动力，其实仍存储了大量能量。此类电池组可能无法再承受电动汽车极端的充放电条件，不过仍可以作为低成本的固定储能系统，据估计，仍可以再使用10年以上。

此类再利用电池是电网能源存储的理想选择，在美国全国范围内安装更多可再生间歇性电源，对于保持电力供需平衡至关重要。据美国能源情报署（U.S. Energy Information Administration）的数据，2018年，太阳能、风能和水力等可再生能源发电占美国总发电量的17%左右，而且现在家庭和企业正在安装越来越多的可再生能源装置。

但是，利用新电池制成的现场储能系统的成本仍然相当高。低成本、重新再利用电池储能的潜力则非常大。目前，美国约有100万辆电动汽车上路，爱迪生基金会（Edison Foundation）估计，到2030年，美国将有1870万辆电动汽车，约占汽车总数的7%，全部都由电池组提供动力。

ORNL研究员Michael Starke一直在领导由OE储能项目提供支持的项目，以创建二次利用电池储能系统，并对其加强控制，包括在北卡罗纳州的慈善机构仁人家园（Habitat for Humanity）部署和测试一个15千瓦的系统，并在实验室附近由ORNL研究所提供能源的小区进行测试。

利用Starke和同事研发的软件和电子设备硬件，该二次利用电池系统的目的是在用电成本最高的关键用电高峰期，将家庭从公共事业购电的成本降至为零，让家庭使用现场可再生能源产生或存储的电力。此外，该过程可缓解高峰期的用电需求，有助于平衡负载。

ORNL研发的系统具备基于云的通信功能，能够进行远程控制，还配备了一个灵活的逆变器，能够为家庭用电或公共事业传输转换电力，还配备了控制装置，使其能够与更大的电网同步，以确保安全启动和关闭系统。

此外，橡树岭的研究人员还将不同制造商、使用年限不同的电池整合成一个统一而有效的储能系统，此类电池的化学成分、电压和容量都不同。研究人员研发了一种方法，让此类电池保持理想的充放电量，然后再根据电池的状态和能力来响应需求，从而高效地分配资源。

一般来说，公用事业的储能量为100千瓦或更高，至少1兆瓦的系统是最好的，不过会需要多个二次利用电池系统。

目前，Starke与ORNL电力能源系统集成小组的同事正在研发一个100千瓦的二次利用电池系统，以进一步测试其控制和硬件解决方案。这是首个此类项目，能够重新将电动汽车电池用于电网系统，规模相当于为拥有多户住宅的社区服务。（文中图片均来自ORNL）