[發明專利]單粒子電化學模型計算裝置及方法

在審

• 申請號: 202210375273.9
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114994538A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 宋佩;顧單飛;郝平超;丁鵬;吳緯坤;周國鵬;王文福;嚴曉;趙恩海;陳曉華
• 申請（專利權）人: 上海玫克生儲能科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 龐紅芳

本發明提供一種單粒子電化學模型計算裝置及方法，所述裝置包括：多個電化學計算模塊，用于根據儲能系統內電池數據計算儲能系統內電池內部性能，并輸出計算結果；通信模塊，與多個電化學計算模塊相連，用于向各所述電化學計算模塊傳入所述儲能系統內電池數據并將各所述電化學計算模塊輸出的計算結果傳出；數據轉發模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統以及云端服務器相連，用于從所述儲能系統獲取電池數據，將所述電池數據轉發給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結果轉發至所述云端服務器。本發明在本地儲能電站系統中實現對電池內部電化學狀態量的計算，減少電池分析計算時間，實現對電池內部老化精準的分析。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，特別是涉及儲能電站的設備技術領域。

背景技術

隨著儲能電站的商用化普及，對電池組的剩余可用容量估算，電池老化程度及使用壽命預測提出了更準確的要求。目前已知的等效電路法及安時積分法計算電池組剩余可用容量存在一定的誤差，且誤差會隨著時間累積，也無法對電池的老化程度進行準確的預測。

基于鋰離子電池電化學狀態量的估算，尤其對與電池老化相關的負極表面Li+濃度等電化學狀態的精確估算，可確認電池的老化程度，進而優化充電電電流，達到延長電池壽命等效果。但目前大部分的電化學狀態量運行于大型服務器或者獨立PC端，使用專門的物理建模軟件進行開發和測試，當運行或者計算大量的電池數據時，會存在計算周期較長的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種單粒子電化學模型計算裝置及方法，用于解決現有技術無法有效獲取儲能電站電池內部性能的技術問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種單粒子電化學模型計算裝置，包括：多個電化學計算模塊，用于根據儲能系統內電池數據計算儲能系統內電池內部性能，并輸出計算結果；通信模塊，與多個電化學計算模塊相連，用于向各所述電化學計算模塊傳入所述儲能系統內電池數據并將各所述電化學計算模塊輸出的計算結果傳出；數據轉發模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統以及云端服務器相連，用于從所述儲能系統獲取電池數據，將所述電池數據轉發給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結果轉發至所述云端服務器。

于本發明的一實施例中，各所述電化學計算模塊分別配置有單粒子電化學模型算法。

于本發明的一實施例中，各所述電化學計算模塊配置于FPGA可編程器件中，以根據儲能系統內電池數據多路并行計算儲能系統內電池內部性能。

于本發明的一實施例中，所述通信模塊配置于所述FPGA可編程器件中；或者配置于與所述FPGA可編程器件相連的ARM芯片中。

于本發明的一實施例中，在所述通信模塊配置于與所述FPGA可編程器件相連的ARM 芯片中時，所述通信模塊通過AHB總線與所述FPGA可編程器件進行通信。

于本發明的一實施例中，各所述電化學計算模塊在接收到所述儲能系統的啟動指令時，向所述儲能系統請求需要計算電池內部性能的電池簇或單體電池所對應的電池數據。

于本發明的一實施例中，所述啟動指令由所述云端服務器下發給所述儲能系統，或者所述啟動指令由所述儲能系統生成。

于本發明的一實施例中，所述單粒子電化學模型計算裝置嵌入所述儲能系統內，并通過所述數據轉發模塊從所述儲能系統的能量管理系統或者電池管理系統獲取電池數據。

本發明的實施例還提供一種單粒子電化學模型計算方法，包括：配置多個電化學計算模塊，用于根據儲能系統內電池數據計算儲能系統內電池內部性能，并輸出計算結果；配置一通信模塊，與多個電化學計算模塊相連，用于向各所述電化學計算模塊傳入所述儲能系統內電池數據并將各所述電化學計算模塊輸出的計算結果傳出；配置一數據轉發模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統以及云端服務器相連，用于從所述儲能系統獲取電池數據，將所述電池數據轉發給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結果轉發至所述云端服務器。