[发明专利]兆瓦级储能电站电池管理方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理领域，尤其是一种兆瓦级储能电站电池管理方法及其系统。

背景技术

随着各种电池应用的发展，作为最关键技术之一的电池管理系统在全球范围内都在被深入研究，美国、日本和德国在电池管理系统的研究和产品化水平上都走在世界前列。比较有名的有用于美国通用公司生产的雪佛兰Volt电动汽车电池管理系统，在此管理系统中，电池监测板使用两个关键子系统来监测电池单体的状况，并把检测数据发送到主处理器，主处理器则协调汽车总系统的运行。还有用于丰田Prius混合动力汽车上的Energy CS电池管理系统，用于日产Leaf纯电动汽车上的电池管理系统和用于锂电池储能的A123 Systems公司配套电池管理系统等，本发明一种兆瓦级储能电站电池管理系统，提出一种基于运行数据库并实时更新的退役电池状态的在线估计策略、明晰退役电池容量利用率和电池动态一致性之间的关联关系，提出提高储能电站退役电池寿命和电池容量利用率的关联关系，提出提高储能电站退役电池寿命和电池容量利用率的控制策略，形成新一代电池管理系统，并在电池模组中进行应用，为百兆瓦级储能电站的应用提供技术支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种利用电流传感器和温度传感器实现兆瓦级储能电站电池管理的方法及系统，能有效解决退役电池梯次利用问题，对节约资源保护环境具有重要意义。

本发明所采用的技术方案为：一种兆瓦级储能电站电池管理方法，包括SOC估算过程和SOH判定方法；

所述的SOC估算过程包括以下步骤：

1)对电池进行恒流-恒压充放电，得到电池的伏安曲线；

2)采用差分分压法获取电池SOC估算的特征曲线；

3)根据提取到的电池的特征曲线，通过分析电池运行数据，建立反应电池充放电特性的特征数据库；

4)分析电池组在循环衰减过程中的特性，根据很明显的分界点对电池的工作区间进行划分得出电池数据模型的工作模式和选取区间；

5)在不同的工作区间采用不同的估算模型和估算策略进行估算，并进行互相切换；

所述的SOH判定方法包括以下步骤：

A)根据动力电池使用过程中的电池容量、端电压、单体压差、能量以及能量比，构建基于概率模型的动力电池电气特征量知识库；

B)根据实时检测数据自动比对历史数据和相邻历史数据，以知识设计为评估检测原则，综合多种方法进行测试，使用加权法进行均衡计算；

C)检测结果运行人工修改，从而直接影响评估结果，并将此次评估结果形成知识，更新到知识库中。

进一步的说，本发明所述的步骤2)中，采用差分电压法DVA来提炼电池状态估算的特征值，并提炼电压-电量曲线来分析电池的外特性，以此作为电池SOC估算的特征曲线。

再进一步的说，本发明电池SOH判定过程中，使用电池的内阻以及电池单体电压作为电池健康程度的评估指标，同时综合动力电池电气特征量进行判定。

同时，本发明还提供了一种兆瓦级储能电站电池管理系统，包括兆瓦级储能电站电池管理平台以及多个电池模组管理系统；所述的多个电池模组管理系统分别与兆瓦级储能电站电池管理平台连接。

进一步的说，本发明所述的电池模组管理系统包括多个电池组、电池组监视器、多个温度传感器以及通信接口电路；所述的多个电池组串联在一起并分别与电池组监视器对应端口连接；所述的多个温度传感器分别与电池组监视器对应的输入端口连接；所述的通信接口电路的输入端与电池组监视器对应的通信接口连接。

再进一步的说，本发明兆瓦级储能电站电池管理平台包括电流传感器、按键电路、电源电路、微处理器电路、显示电路、存储器、第一通信接口电路以及第二通信接口电路；所述的电流传感器的输出端与微处理器电路的A/D端口连接；所述的按键电路的输出端与微处理器电路的I/O口连接；所述的电源电路的输出端与微处理器电路的电源端连接；所述的显示电路的输入端与微处理器电路的I/O口连接；所述的存储器的输入端与微处理器电路的I/O口连接；所述的第一通信接口电路、第二通信接口电路的输入端分别与微处理器电路的通信接口连接。

再进一步的说，本发明所述的电池组包括锂电池、功率电阻以及场效应管；所述的功率电阻、场效应管串联后并联在锂电池两端。

本发明的有益效果是：