[發明專利]一種儲能電池充放電過程的實時在線評估系統及方法

在審

• 申請號: 202110006979.3
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112904201A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 潘國兵;龔飛;朱利成;吳昊;周英浩
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明提出一種儲能電池充放電過程的實時在線評估系統，包括電池儲能單元、傳感檢測單元、主控單元、能量管理系統和應用軟件，所述能量管理系統與主控單元電連接，所述傳感檢測單元通過現場總線與主控單元連接通信，所述傳感檢測單元用于測量電池儲能單元的各項數據，所述應用軟件集成在能量管理系統中，用于對儲能電池進行實時評估。本發明在儲能系統的運行過程中能夠實時對儲能電池進行評估，實時監測每個電池單體的性能。

技術領域

本發明涉及電池在線評估技術領域，尤其是一種儲能電池充放電過程的實時在線評估系統及方法。

背景技術

傳統化石燃料的使用帶來的環境污染以及全球氣溫上升等問題，極大促進清潔能源的發展，因此節能和環保成為當下最為重要的研究方向之一，是緩解當今能源緊缺、環境惡劣的必要手段。電池儲能系統作為當前熱門研究熱點對清潔能源的儲存起到了極大的作用，推動著可再生能源開發的需求。

鋰離子電池憑借其使用壽命長，能量密度高，自放電低等特點，已經成為當前儲能系統的主要組成部分。采用鋰離子電池作為儲能電池，可以有效的減輕高峰時段和尖峰時段電網的負荷，降低用電負荷對電網的沖擊。

儲能系統通常由多個儲能電池單體組成，但是由于不同的電池在制作工藝和運行狀態不同，其電池的性能也不同，使得電池組存在內部的不一致性，從而影響儲能系統的使用性能和安全性。因此在儲能系統的運行過程中需要實時的對儲能電池進行評估。

發明內容

為了預防儲能系統運行過程的安全性，本發明提供一種儲能電池充放電過程的實時在線評估系統，在儲能系統的運行過程中能夠實時對儲能電池進行評估，實時監測每個電池單體的性能。

為實現上述目的，提出以下技術方案：

一種儲能電池充放電過程的實時在線評估系統，包括電池儲能單元、傳感檢測單元、主控單元、能量管理系統和應用軟件，所述能量管理系統與主控單元相連接，所述傳感檢測單元通過現場總線與主控單元連接通信，所述傳感檢測單元用于測量電池儲能單元的各項數據，所述應用軟件集成在能量管理系統中，用于對儲能電池進行實時評估。

本發明利用傳感檢測單元對電池儲能單元的每個電池單體進行檢測，能夠有效監控每一個電池單體的性能，檢測全面，主控單元用于對電池單體進行充放電電能質量分析，得到電池充放電過程中的紋波變化、最大上升下降時間，還用于處理傳感檢測單元的各項數據，并將處理完的數據傳入能量管理系統，最后由應用軟件對儲能電池進行實時評估，評估到電池單體性能差時提醒工作人員對電池單體進行替換，以免電池之間存在過大的不一致性影響系統的穩定，從而提高儲能系統的使用性能和安全性。

作為優選，所述傳感檢測單元包括溫度傳感陣列子單元、充放電電壓電流錄波子單元、環境傳感子單元和電池管理系統。

作為優選，所述電池儲能單元包括若干節電池單體和儲能變流器，所述電池儲能單元包括電池單體陣列和儲能變流器，所述電池單體陣列由電池串組成，每串電池接入儲能變流器。

作為優選，所述溫度傳感陣列子單元包括溫度傳感器陣列和溫度傳感主控模塊，所述溫度傳感陣列布置在電池單體上，并通過單線總線與溫度傳感主控模塊相連通信，所述溫度傳感主控模塊包括第一電源模塊、第一MCU模塊和第一通信模塊，所述溫度傳感陣列子單元用于測得各個電池單體的溫度數據。

作為優選，所述充放電電壓電流錄波子單元包括第二電源模塊、第二MCU模塊和第二通信模塊，用于獲取充放電電壓電流波形和記錄異常狀況瞬間前后的線路電壓電流的變化波。

作為優選，所述環境傳感子單元包括溫度傳感模塊、濕度傳感模塊、揮發性氣體傳感模塊、紅外圖像傳感模塊、第三電源模塊、第三MCU模塊和第三通信模塊組成，所述環境傳感子單元用于測得環境的實時溫度、濕度以及揮發性氣體的濃度、明火。