[發明專利]一種基于儲能電池交流預熱的儲能電站冬季保溫方法

有效

• 申請號: 202010047092.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111261978B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 劉芙蓉;謝長君;章雄
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/627;H01M10/633;H01M10/635;H01M10/637
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

一種基于儲能電池交流預熱的儲能電站冬季保溫方法，先由中央管理系統對電池的表面溫度信號進行處理，以確定預熱交變電流的頻率和幅值，并根據需要預熱的電池的總數及編號計算每個電池的預熱交變電流初始相位，再合成頻率、幅值、初始相位以確定每個電池的參考正弦交流電流信息，然后將該參考正弦交流電流信息發到電池所對應的儲能雙向變換器的控制器中，最后由儲能雙向變換器對電池輸出交流電流進行預熱升溫，同時，在預熱的過程中，中央管理系統持續判斷電池的表面溫度是否低于設定溫度，以確定是否保持升溫狀態，直至電池的表面溫度不低于設定溫度時，中央管理系統終止升溫。本設計能夠實現快速、無損的預熱升溫，預熱效果較好。

技術領域

本發明涉及一種儲能電池的保溫工藝，屬于儲能電站冬季保溫技術領域，尤其涉及一種基于儲能電池交流預熱的儲能電站冬季保溫方法。

背景技術

近幾年來電動汽車的快速發展，帶來了大量退役的動力電池。這些退役電池仍然具有著80％的容量，如果直接報廢，不僅浪費資源，還會造成環境污染等問題。目前，較好的解決措施是將這些退役電池應用于工況相對比較簡單的場合，如儲能。

儲能系統往往應用于有光伏、風能等可在生能源作用的場合，主要起平抑波動，提高電網的電能質量，保證電網供電的安全性。

電池是儲能系統的核心部件，然而，其對環境溫度極其敏感，尤其是在低溫條件下，電池的可用容量和功率大幅下降，并且充電困難，這極大制約了電池儲能系統在溫度較低地區的發展。對電池進行預熱是改善電池性能的有效途徑，現有的電池預熱方式往往依賴于外部器件，如可變電阻或電容，其中，利用可變電阻預熱，雖有一定的預熱效果，但會產生預熱不均勻的結果，往往會產生鋰電池表面預熱效果很好，但是電芯預熱效果不佳的問題。

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本專利申請的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的電池低溫性能差、低溫下工作容易加快電池老化的的缺陷與問題，提供一種預熱效果較好的基于儲能電池交流預熱的儲能電站冬季保溫方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種基于儲能電池交流預熱的儲能電站冬季保溫方法，包括以下步驟：先采集電池的表面溫度并上傳至中央管理系統，再由中央管理系統判斷電池的表面溫度是否低于設定溫度，若低于設定溫度，且符合升溫條件，則由中央管理系統啟動升溫步驟，以通過儲能雙向變換器對其對應的電池進行預熱升溫，所述升溫條件至少包括此時電池對應的儲能雙向變換器處于待機狀態，沒有對電池充電或放電；

同時，在預熱的過程中，中央管理系統持續判斷電池的表面溫度是否低于設定溫度，以確定是否保持升溫狀態，直至電池的表面溫度不低于設定溫度時，中央管理系統終止該電池升溫狀態。

所述電池、儲能雙向變換器的數量都為多個，電池、儲能雙向變換器一一對應，所述儲能雙向變換器的一側與其對應的電池相連接，儲能雙向變換器的另一側與直流電網相連接。

所述中央管理系統通過儲能雙向變換器的控制器控制儲能雙向變換器，儲能雙向變換器、控制器、電池一一對應；

所述控制器采集電池的溫度信號、電池端電壓信號、電池的電流信號，控制器的輸出端則向儲能雙向變換器輸出PWM信號，電池的溫度信號的采集方式包括通過溫度傳感器或通過通信網絡從電池BMS獲得。

所述中央管理系統啟動升溫步驟，以通過儲能雙向變換器對其對應的電池進行預熱升溫是指：先由中央管理系統對控制器傳來的電池的表面溫度信號進行處理，以確定預熱交變電流的頻率和幅值，并根據需要預熱升溫的電池的總數及編號計算每個電池的預熱交變電流初始相位，再根據頻率、幅值、初始相位以合成每個電池的參考正弦交流電流信息，然后將該參考正弦交流電流信息通過通信網絡傳輸到電池所對應的儲能雙向變換器的控制器中，最后由儲能雙向變換器對電池輸出交流電流進行預熱升溫。