[發(fā)明專利]單粒子電化學(xué)模型計算裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210375273.9
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114994538A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋佩;顧單飛;郝平超;丁鵬;吳緯坤;周國鵬;王文福;嚴(yán)曉;趙恩海;陳曉華
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 龐紅芳

本發(fā)明提供一種單粒子電化學(xué)模型計算裝置及方法，所述裝置包括：多個電化學(xué)計算模塊，用于根據(jù)儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)計算儲能系統(tǒng)內(nèi)電池內(nèi)部性能，并輸出計算結(jié)果；通信模塊，與多個電化學(xué)計算模塊相連，用于向各所述電化學(xué)計算模塊傳入所述儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)并將各所述電化學(xué)計算模塊輸出的計算結(jié)果傳出；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統(tǒng)以及云端服務(wù)器相連，用于從所述儲能系統(tǒng)獲取電池數(shù)據(jù)，將所述電池數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至所述云端服務(wù)器。本發(fā)明在本地儲能電站系統(tǒng)中實現(xiàn)對電池內(nèi)部電化學(xué)狀態(tài)量的計算，減少電池分析計算時間，實現(xiàn)對電池內(nèi)部老化精準(zhǔn)的分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲能技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及儲能電站的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(yù)測提出了更準(zhǔn)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(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。

基于鋰離子電池電化學(xué)狀態(tài)量的估算，尤其對與電池老化相關(guān)的負(fù)極表面Li+濃度等電化學(xué)狀態(tài)的精確估算，可確認(rèn)電池的老化程度，進(jìn)而優(yōu)化充電電電流，達(dá)到延長電池壽命等效果。但目前大部分的電化學(xué)狀態(tài)量運(yùn)行于大型服務(wù)器或者獨(dú)立PC端，使用專門的物理建模軟件進(jìn)行開發(fā)和測試，當(dāng)運(yùn)行或者計算大量的電池數(shù)據(jù)時，會存在計算周期較長的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種單粒子電化學(xué)模型計算裝置及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法有效獲取儲能電站電池內(nèi)部性能的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種單粒子電化學(xué)模型計算裝置，包括：多個電化學(xué)計算模塊，用于根據(jù)儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)計算儲能系統(tǒng)內(nèi)電池內(nèi)部性能，并輸出計算結(jié)果；通信模塊，與多個電化學(xué)計算模塊相連，用于向各所述電化學(xué)計算模塊傳入所述儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)并將各所述電化學(xué)計算模塊輸出的計算結(jié)果傳出；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統(tǒng)以及云端服務(wù)器相連，用于從所述儲能系統(tǒng)獲取電池數(shù)據(jù)，將所述電池數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至所述云端服務(wù)器。

于本發(fā)明的一實施例中，各所述電化學(xué)計算模塊分別配置有單粒子電化學(xué)模型算法。

于本發(fā)明的一實施例中，各所述電化學(xué)計算模塊配置于FPGA可編程器件中，以根據(jù)儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)多路并行計算儲能系統(tǒng)內(nèi)電池內(nèi)部性能。

于本發(fā)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(fā)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(jìn)行通信。

于本發(fā)明的一實施例中，各所述電化學(xué)計算模塊在接收到所述儲能系統(tǒng)的啟動指令時，向所述儲能系統(tǒng)請求需要計算電池內(nèi)部性能的電池簇或單體電池所對應(yīng)的電池數(shù)據(jù)。

于本發(fā)明的一實施例中，所述啟動指令由所述云端服務(wù)器下發(fā)給所述儲能系統(tǒng)，或者所述啟動指令由所述儲能系統(tǒng)生成。

于本發(fā)明的一實施例中，所述單粒子電化學(xué)模型計算裝置嵌入所述儲能系統(tǒng)內(nèi)，并通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊從所述儲能系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)或者電池管理系統(tǒng)獲取電池數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的實施例還提供一種單粒子電化學(xué)模型計算方法，包括：配置多個電化學(xué)計算模塊，用于根據(jù)儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)計算儲能系統(tǒng)內(nèi)電池內(nèi)部性能，并輸出計算結(jié)果；配置一通信模塊，與多個電化學(xué)計算模塊相連，用于向各所述電化學(xué)計算模塊傳入所述儲能系統(tǒng)內(nèi)電池數(shù)據(jù)并將各所述電化學(xué)計算模塊輸出的計算結(jié)果傳出；配置一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，分別與所述通信模塊、儲能系統(tǒng)以及云端服務(wù)器相連，用于從所述儲能系統(tǒng)獲取電池數(shù)據(jù)，將所述電池數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述通信模塊，并將所述通信模塊傳出的計算結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至所述云端服務(wù)器。