软件定义可重构电池系统及其应用

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1、软件定义可重构电池系统及其应用慈松周杨林林倪清华大学能源互联网创新研宄院美国内布拉斯加州大学林肯分校上海科技大学自电池被发明200多年以来，电池系统一直是采用固定串并联的系统架构，即很多小容量的单体电池根据负载的要求固定串并联成一个电池系统。然而，由于生产和工况引入的单体电池差异性，这种固定串并联的系统架构给电池系统带来了很多应用上问题，如SOC和SOH的测不准问题、电池充放电均衡问题、电池的梯次利用问题及可靠性和安全性问题等。借鉴软件定义的理念和具体实现，软件定义可重构电池系统可以从根本上解决电池单体差异性与固定串并联成组方式之间的不匹配问题，进而解决了一系列电池应用问题

2、。本文将重点讨论基于可重构电池网络的软件定义可重构电池系统原理及其应用。关键词：可重构电池网络;软件定义电池系统;电池储能系统;信息物理融合系统;重构电池网技术应用；慈松，男，1970年生，研宂员，Emaiksci@iml.edu特约撰稿人博士，清华大学能源互联网创新研宄院特聘研宄员，美国UniversityofNebraska-LincolnTenured副教授，国家能源局中国能源瓦联网战略研究课题组首席科学家及能源互联网行动计划课题组专家，曾入选中科院百人计划。主要从事复杂系统建模、控制与优化理论研究，并致力于将其研究成果应用于网络通信与分布式能量管控等领域，迄今在这些

3、领域己发表近200篇学术论文，其中包括国际著名学术期刊ACMTransactionsonMod-eling、IEEEJournalofSelectedAreasofCommuni-cations(JSAC)、IEEETransactionsonEnergyConversion(ITRC)、IEEETransactionsonAu-tomacticControl(TTAC)等,获国际会议最佳论文奖2次。2007年率先提出丫自适应动态可重构电池网络和能量信息化与互联网化管控的概念，曾应邀在美国国家基金会的能量管理科学年会上做特邀亮点报告。慈松主持承担过多项美国和中国的科研项目，

4、并受邀担任多个科学基金会及研究机构的评审专家。2017-09-20Software-DefinedReconfigurableBatterySystemandItsApplicationsCISongZHOUYanglinLINNiEnergyInternetResearchInstitute，TsinghuaUniversity;ShanghaiTechUniversity;UniversityofNebraska-Lincoln;Abstract：Sincebatterywasinvented，thefixedseries-paralleibatterycel1conn

5、ectionhasnotbeenchangedover300years.However,duetotheexistenceofcelldifference,thisfixedseries-parallelcellconnectionbringsupmanyapplicationproblems，suchasenergyconversionefficiency,SOCandSOHestimation,cellbalanceofbatterychargeanddischarge,safetyandreliability.Withtheinspirationofsoftware-

6、definedconcept,inthispaper,asoftware-definedbatterysystembasedondynamicreconfigurablebatterynetworkwillbeproposedindetail.Insoftware-definedbatterysystem,thebatterycelltopologycanbedynamicallyreconfiguredinthereal-timefashionbasedonthestatesofbatterycellsandtheworkingconditionofabatterysys

7、tem.Therefore,theaforementionedbatteryapplicationproblemswillbesolvedunderthetechnicalframeworkofsoftware-definedbattery.Keyword：dynamicalreconfigurablebatterynetworks;software-definedbatterysystems;batteryenergystoragesystem;cyber-physicalsystem;reconfigurabl