[發明專利]一種釩電池管理系統的SOC檢測方法

有效

• 申請號: 201310032639.3
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103151811A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 陳暉;馮興梅;劉欣;程佳;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01R31/36
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及釩電池領域，具體為一種釩電池管理系統的SOC檢測方法。

背景技術

以往電池荷電狀態SOC(State?Of?Charge)檢測方法主要有電池電壓監測法和電位檢測法。

電池電壓檢測法是利用電池電壓與SOC的函數關系（其中：U為電池電壓，單位：V；溶液濃度1mol/L）：

SOC=Exp[(U-1.26)/0.1184]/{1+Exp[(U-1.26)/0.1184]}。

此方法的優勢在于：監測儀器簡單，操作簡便，可行性好。其局限性為：此方法不能在電池充放電過程中進行，而且隨電池的使用測量誤差將越來越大，因為隨正負極活性物質在使用中不斷變化，電池電壓與SOC的對應關系不再與上式完全吻合。

而電位監測法是利用正極電位與SOC的函數關系（其中，U1為正極電位，單位V）：

SOC₁=Exp[(U₁-0.99)/0.0592]/{1+Exp[(U₁-0.99)/0.0592]}

以及負極電位與SOC的函數關系（其中：U2為負極電位，單位V）：

SOC₂=1/{1+Exp[(U₂+0.27)/0.0592]}

然后，通過SOC=min(SOC1,SOC2)(兩數取小)來得到SOC的值，此方法的優勢在于：監測可在電池充放電過程中進行，且監測結果更直接準確。其局限性為：目前缺少可靠的電位監測設備，而且隨著使用，電位監測設備老化明顯，測量值誤差越來越大。

發明內容

為了彌補現有釩電池管理系統檢測SOC的不足，本發明的目的在于提供一種更可靠的釩電池管理系統的SOC檢測方法，解決現有技術隨電池的使用測量誤差將越來越大等問題。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

一種釩電池管理系統的SOC檢測方法，針對釩電池管理系統的電量檢測，簡便SOC檢測方法，通過檢測釩電池單片開路電壓來實時計算SOC。釩電池組中的一個電池堆在加工制造過程中，多加工出一個獨立的釩電池單片（單片電池），此獨立的釩電池單片和其他釩電池單片不同之處在于，此獨立的釩電池單片在釩電池組中的位置和連接關系是：獨立的釩電池單片緊挨著原電池堆最后一個釩電池單片安裝，獨立于電池充放電的電極之外，只參與電解液循環，但不參與釩電池的充放電。

釩電池是否充滿以及釩電池是否放電放完，由儲能逆變器通過通訊傳送給釩電池管理系統。在釩電池充滿時，對應檢測到的獨立的釩電池單片開路電壓為釩電池單片充電截止開路電壓U_ct，其對應的SOC為100%。在釩電池放電放完時，對應檢測到的獨立的釩電池單片開路電壓為釩電池單片放電截止開路電壓U_dt，其對應的SOC為0%。在SOC隨釩電池單片開路電壓呈線性變化，就可以通過實時檢測到的獨立的釩電池單片開路電壓U_r來計算SOC。其公式如下：

SOC=(U_r-U_dt)/(U_ct-U_dt)×100%。

所述的釩電池管理系統的SOC檢測方法，釩電池組與儲能逆變器連接，儲能逆變器與AGC自動發電量控制系統的輸出端連接；根據獨立的釩電池單片電壓檢測結果進行SOC計算，SOC計算結果輸入至AGC自動發電量控制系統，通過AGC自動發電量控制系統控制儲能逆變器對釩電池進行充放電。

所述的釩電池管理系統的SOC檢測方法，儲能逆變器經變壓器將釩電池所存電能并入電網，用于儲能電站存儲電能；或者，通過儲能逆變器為釩電池充電。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明具有工藝方法簡單、方便。制作工藝上只是在原電池堆上多加工出一個獨立的釩電池單片，該獨立的釩電池單片只參與電解液循環，不參與釩電池的充放電。

2、本發明測量方法簡化了儲能電站調度策略軟件設計，對釩電池領域使用AGC自動發電量控制系統（Automatic?Generation?Control，簡稱AGC系統）的控制策略在釩電池100%>SOC>0%，即在釩電池“放完”和釩電池“充滿”狀態之間調度儲能逆變器對釩電池的充放電，此符合邏輯要求，也簡化了AGC自動發電量控制系統的軟件設計。

附圖說明

圖1為本發明釩電池組中的一個電池堆結構示意圖。圖中，1獨立的釩電池單片；2串聯的釩電池單片。