[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬電池的電壓監(jiān)測(cè)方法、狀態(tài)估計(jì)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711259522.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108091945B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王康麗;徐成;蔣凱;張娥;程時(shí)杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發(fā)明公開(kāi)了一種液態(tài)金屬電池的電壓監(jiān)測(cè)方法、狀態(tài)估計(jì)方法及檢測(cè)裝置，包括如下步驟：從N個(gè)串聯(lián)的液態(tài)金屬電池中選出L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組，并獲得L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓；從N個(gè)串聯(lián)的液態(tài)金屬電池中選出K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組，并獲得K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓；將上述L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓和K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓表示為每個(gè)液態(tài)金屬電池電壓的和，形成初始電壓方程組；將初始電壓方程組進(jìn)行去冗余處理獲得系數(shù)滿秩的電壓方程組；根據(jù)系數(shù)滿秩的電壓方程組計(jì)算獲得每個(gè)液態(tài)金屬電池電壓。該方法能有效降低低電壓、寬平臺(tái)液態(tài)金屬電池單體的電壓測(cè)量誤差，提高狀態(tài)估計(jì)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種液態(tài)金屬電池的電壓監(jiān)測(cè)方法、狀態(tài)估計(jì)方法及裝置。

背景技術(shù)

大規(guī)模儲(chǔ)能是有效提高可再生能源發(fā)電入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。液態(tài)金屬電池作為新近發(fā)展起來(lái)的一類電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，三層液態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用無(wú)機(jī)熔鹽和液態(tài)金屬作為電解質(zhì)和正負(fù)極，具有成本低、容量大、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而由于電池單體容量和電壓的限制，實(shí)際應(yīng)用中電池單體通過(guò)串并聯(lián)成組實(shí)現(xiàn)容量放大和電壓提升，電池組單元通過(guò)電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)進(jìn)行統(tǒng)一的能量管理與控制，其主要功能包括：電池物理參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，電池的狀態(tài)估計(jì)，在線診斷與預(yù)警，充放電控制以及均衡管理和熱管理等。這些功能的實(shí)現(xiàn)依賴于對(duì)電池物理量的精確測(cè)量，即電壓和電流。對(duì)于新型液態(tài)金屬電池而言，其單體電池電壓平臺(tái)低且寬特性，使得依賴于電壓精度的狀態(tài)估計(jì)和均衡控制陷入困難。

在中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書CN106654413A中公開(kāi)了一種液態(tài)金屬電池組的多級(jí)均衡控制系統(tǒng)和方法，通過(guò)主、被動(dòng)均衡相結(jié)合，提高了液態(tài)金屬電池組均衡效率，也解決了液態(tài)金屬電池單體電壓平臺(tái)低，主動(dòng)均衡實(shí)施難的問(wèn)題，但是其被動(dòng)均衡采用監(jiān)測(cè)電池單體電壓進(jìn)行荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)估計(jì),并以SOC作為均衡變量，對(duì)于液態(tài)金屬電池而言，單體電池電壓平臺(tái)平坦、數(shù)值低(0.9V)，電池電壓測(cè)量誤差對(duì)狀態(tài)估計(jì)影響大，因此實(shí)際應(yīng)用中效果不理想。

由于存在上述缺陷與不足，本領(lǐng)域亟需做出進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，針對(duì)液態(tài)金屬電池低電壓、寬平臺(tái)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種有效減小電壓測(cè)量誤差的拓?fù)渑c方法，以提高狀態(tài)估計(jì)和均衡控制的精度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提供了一種液態(tài)金屬電池的電壓監(jiān)測(cè)方法、狀態(tài)估計(jì)方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有的液態(tài)金屬電池電壓由于不能考慮到液態(tài)金屬電池低電壓、寬平臺(tái)的特點(diǎn)導(dǎo)致的單體電池電壓測(cè)量誤差大，漂移嚴(yán)重的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種液態(tài)金屬電池的電壓監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

從N個(gè)串聯(lián)的液態(tài)金屬電池中選出L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組，并獲得L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓；

從N個(gè)串聯(lián)的液態(tài)金屬電池中選出K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組，并獲得K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓；

將上述L組第一相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓和K組第二相鄰液態(tài)金屬電池組的端電壓表示為每個(gè)液態(tài)金屬電池電壓的和，形成初始電壓方程組；

將初始電壓方程組進(jìn)行去冗余處理獲得系數(shù)滿秩的電壓方程組；

根據(jù)系數(shù)滿秩的電壓方程組獲得每個(gè)液態(tài)金屬電池電壓；

其中，L+K≥N，2≤M≤(N+1)/2，第一相鄰液態(tài)金屬電池組為相鄰M節(jié)液態(tài)金屬電池，第二相鄰液態(tài)金屬電池組為相鄰M+1節(jié)液態(tài)金屬電池。

優(yōu)選地，根據(jù)公式獲得電壓方程組；