Repurposing automotive batteries to second-use battery energy storage systems (2-BESS) may have environmental and economic benefits. The challenge with second-use batteries is the uncertainty and diversity of the expected packs in terms of their chemistry, capacity and remaining useful life. This paper introduces a new strategy to optimize 2-BESS performance despite the diversity or heterogeneity of individual batteries while reducing the cost of power conversion. In this paper, the statistical distribution of the power heterogeneity in the supply of batteries is considered when optimizing the choice of power converters and designing the power flow within the battery energy storage system (BESS) to maximize battery utilization. By leveraging a new lite-sparse hierarchical partial power processing (LS-HiPPP) approach, we show a hierarchy in partial power processing (PPP) partitions power converters to a) significantly reduce converter ratings, b) process less power to achieve high system efficiency with lower cost (lower efficiency) converters, and c) take advantage of economies of scale by requiring only a minimal number of sets of identical converters. The results demonstrate that LS-HiPPP architectures offer the best tradeoff between battery utilization and converter cost and had higher system efficiency than conventional partial power processing (C-PPP) in all cases.

中文翻译：

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优化二次电池储能系统的部分功率处理

将汽车电池重新用于二次电池储能系统 (2-BESS) 可能具有环境和经济效益。二次使用电池的挑战是预期电池组在化学、容量和剩余使用寿命方面的不确定性和多样性。本文介绍了一种优化 2-BESS 性能的新策略，尽管单个电池存在多样性或异质性，同时降低功率转换成本。在本文中，在优化电源转换器的选择和设计电池储能系统（BESS）内的功率流时，考虑了电池供电中功率异质性的统计分布，以最大限度地提高电池利用率。通过利用新的精简稀疏分层部分功率处理 (LS-HiPPP) 方法，我们展示了部分功率处理 (PPP) 的层次结构将功率转换器划分为 a) 显着降低转换器额定值，b) 处理更少的功率以通过较低成本（低效率）转换器实现高系统效率，以及 c) 利用规模经济通过只需要最少数量的相同转换器组。结果表明，LS-HiPPP 架构在电池利用率和转换器成本之间提供了最佳权衡，并且在所有情况下都比传统的部分功率处理 (C-PPP) 具有更高的系统效率。c) 通过只需要最少数量的相同转换器组来利用规模经济。结果表明，LS-HiPPP 架构在电池利用率和转换器成本之间提供了最佳权衡，并且在所有情况下都比传统的部分功率处理 (C-PPP) 具有更高的系统效率。c) 通过只需要最少数量的相同转换器组来利用规模经济。结果表明，LS-HiPPP 架构在电池利用率和转换器成本之间提供了最佳权衡，并且在所有情况下都比传统的部分功率处理 (C-PPP) 具有更高的系统效率。