本實(shí)用新型涉及電池管理領(lǐng)域，尤其是一種兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著各種電池應(yīng)用的發(fā)展，作為最關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)都在被深入研究，美國(guó)、日本和德國(guó)在電池管理系統(tǒng)的研究和產(chǎn)品化水平上都走在世界前列。比較有名的有用于美國(guó)通用公司生產(chǎn)的雪佛蘭Volt電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，在此管理系統(tǒng)中，電池監(jiān)測(cè)板使用兩個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)電池單體的狀況，并把檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到主處理器，主處理器則協(xié)調(diào)汽車總系統(tǒng)的運(yùn)行。還有用于豐田Prius混合動(dòng)力汽車上的Energy CS電池管理系統(tǒng)，用于日產(chǎn)Leaf純電動(dòng)汽車上的電池管理系統(tǒng)和用于鋰電池儲(chǔ)能的A123Systems公司配套電池管理系統(tǒng)等，本實(shí)用新型一種兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)，提出一種基于運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)時(shí)更新的退役電池狀態(tài)的在線估計(jì)策略、明晰退役電池容量利用率和電池動(dòng)態(tài)一致性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提出提高儲(chǔ)能電站退役電池壽命和電池容量利用率的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提出提高儲(chǔ)能電站退役電池壽命和電池容量利用率的控制策略，形成新一代電池管理系統(tǒng)，并在電池模組中進(jìn)行應(yīng)用，為百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種用電流傳感器和溫度傳感器實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)，能有效解決退役電池梯次利用問題，對(duì)節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)，包括兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)以及多個(gè)電池模組管理系統(tǒng)；所述的多個(gè)電池模組管理系統(tǒng)分別與兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)連接。

進(jìn)一步的說，本實(shí)用新型所述的電池模組管理系統(tǒng)包括多個(gè)電池組、電池組監(jiān)視器、多個(gè)溫度傳感器以及通信接口電路；所述的多個(gè)電池組串聯(lián)在一起并分別與電池組監(jiān)視器對(duì)應(yīng)端口連接；所述的多個(gè)溫度傳感器分別與電池組監(jiān)視器對(duì)應(yīng)的輸入端口連接；所述的通信接口電路的輸入端與電池組監(jiān)視器對(duì)應(yīng)的通信接口連接。

再進(jìn)一步的說，本實(shí)用新型兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)包括電流傳感器、按鍵電路、電源電路、微處理器電路、顯示電路、存儲(chǔ)器、第一通信接口電路以及第二通信接口電路；所述的電流傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端口連接；所述的按鍵電路的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；所述的電源電路的輸出端與微處理器電路的電源端連接；所述的顯示電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；所述的存儲(chǔ)器的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；所述的第一通信接口電路、第二通信接口電路的輸入端分別與微處理器電路的通信接口連接。

再進(jìn)一步的說，本實(shí)用新型所述的電池組包括鋰電池、功率電阻以及場(chǎng)效應(yīng)管；所述的功率電阻、場(chǎng)效應(yīng)管串聯(lián)后并聯(lián)在鋰電池兩端。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、基于實(shí)際電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，提煉鋰離子電池的特征曲線，采用信息融合技術(shù)對(duì)電池的SOC估算算法進(jìn)行研究，以目前比較常用的磷酸鐵鋰電池組成的儲(chǔ)能系統(tǒng)為研究對(duì)象；首先對(duì)實(shí)際運(yùn)行的電池組充放電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，基于多源信息融合技術(shù)提出信息融合框架結(jié)構(gòu)，并根據(jù)該框架結(jié)構(gòu)和電池組的實(shí)際運(yùn)行工況，提煉出鋰離子電池充放電特征曲線；然后對(duì)該曲線進(jìn)行分區(qū)，找出鋰離子電池在各個(gè)區(qū)間的運(yùn)行模式，建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型；為了消除估算誤差，進(jìn)一步提出多模型之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)，對(duì)電池組的估算模型進(jìn)行優(yōu)化，找出比較適合實(shí)際運(yùn)行模式的最佳匹配模型和SOC估算算法；

2、為了提高對(duì)動(dòng)力電池健康程度評(píng)估的準(zhǔn)確性，針對(duì)動(dòng)力電池組，給出一種基于動(dòng)力電池的全壽命周期特征參數(shù)的評(píng)估算法；以動(dòng)力電池的安全使用和準(zhǔn)確評(píng)估為切入點(diǎn)，以動(dòng)力電池標(biāo)稱數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于動(dòng)力電池日常充電/換電、放電數(shù)據(jù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的隱患的動(dòng)力電池統(tǒng)一調(diào)度，并制定電池維護(hù)/檢修計(jì)劃；

3、采用電流傳感器對(duì)單體電池及電池組的溫度場(chǎng)進(jìn)行采集分析，計(jì)算出單體電池不同放電倍率下溫度特性，給出電池組的溫度場(chǎng)云圖，得出最高溫度、最低溫度以及平均溫度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為實(shí)施例1的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)組成原理圖；

圖2為實(shí)施例1的電池模組管理系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；

圖3為實(shí)施例1的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)原理結(jié)構(gòu)圖；

圖4為實(shí)施例1的電池模組管理系統(tǒng)SOC估算流程圖；

圖5為實(shí)施例1的電池模組管理系統(tǒng)SOH估算流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

見圖1所示，本實(shí)施例的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)，包括兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)、第一號(hào)電池模組管理系統(tǒng)、第二號(hào)電池模組管理系統(tǒng)、第n號(hào)電池模組管理系統(tǒng)；第一號(hào)電池模組管理系統(tǒng)、第二號(hào)電池模組管理系統(tǒng)、第n號(hào)電池模組管理系統(tǒng)分別于兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)連接。

見圖2所示，電池模組管理系統(tǒng)包括1號(hào)電池組、2號(hào)電池組、3號(hào)電池組、4號(hào)電池組、5號(hào)電池組、6號(hào)電池組、7號(hào)電池組、8號(hào)電池組、9號(hào)電池組、10號(hào)電池組、11號(hào)電池組、12號(hào)電池組、LTC6804-1、1號(hào)溫度傳感器、2號(hào)溫度傳感器、3號(hào)溫度傳感器、4號(hào)溫度傳感器、通信接口電路；1號(hào)電池組、2號(hào)電池組、3號(hào)電池組、4號(hào)電池組、5號(hào)電池組、6號(hào)電池組、7號(hào)電池組、8號(hào)電池組、9號(hào)電池組、10號(hào)電池組、11號(hào)電池組和12號(hào)電池組串聯(lián)在一起并分別與LTC6804-1連接對(duì)應(yīng)端口連接；1號(hào)溫度傳感器、2號(hào)溫度傳感器、3號(hào)溫度傳感器和4號(hào)溫度傳感器分別與LTC6804-1對(duì)應(yīng)端口連接；通信接口電路的輸入端與LTC6804-1對(duì)應(yīng)通信接口連接。

見圖3所示，兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站電池管理平臺(tái)包括電流傳感器、按鍵電路、電源電路、微處理器電路、顯示電路、存儲(chǔ)器、第一通信接口電路、第二通信接口電路；電流傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端口連接；按鍵電路的輸出端與微處理器電路的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路的電源端連接；顯示電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；存儲(chǔ)器的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；第一通信接口電路、第二通信接口電路的輸入端分別與微處理器電路的通信接口連接。

電池組包括鋰電池、功率電阻、場(chǎng)效應(yīng)管；功率電阻、場(chǎng)效應(yīng)管串聯(lián)后并聯(lián)在鋰電池兩端。

見圖4所示，SOC估算過程：首先對(duì)電池進(jìn)行恒流-恒壓(CC—CV)充放電，得到電池的伏安曲線；其次然后采用差分電壓法(DVA)來提煉電池狀態(tài)估算的特征值，并提煉電壓-電量曲線來分析電池的外特性，以此作為電池SOC估算的特征曲線。根據(jù)提取到的儲(chǔ)能電池特征曲線，通過分析電池運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立反應(yīng)電池充放電特性的特征數(shù)據(jù)庫(kù)，提取出電池的特征曲線，以分析電池組在循環(huán)衰減過程中的特性，根據(jù)很明顯的分界點(diǎn)可以對(duì)儲(chǔ)能電池的工作區(qū)間進(jìn)行劃分得出電池?cái)?shù)據(jù)模型的工作模式和選取區(qū)間，在不同的工作區(qū)間采用不同的估算模型和估算策略進(jìn)行估算，并能進(jìn)行互相切換，進(jìn)而提高SOC估算精度。

見圖5所示，SOH判定方法：根據(jù)動(dòng)力電池使用過程中的電池容量、端電壓、單體壓差、能量以及能量比，構(gòu)建基于概率模型的動(dòng)力電池電氣特征量專家?guī)?。根?jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)“知識(shí)”自動(dòng)比對(duì)歷史數(shù)據(jù)和相鄰歷史數(shù)據(jù)，以知識(shí)設(shè)計(jì)為評(píng)估檢測(cè)原則，綜合多種方法進(jìn)行測(cè)試，使用加權(quán)法進(jìn)行均衡計(jì)算，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果運(yùn)行人工修改，從而直接影響評(píng)估結(jié)果，并將此次評(píng)估結(jié)果形成知識(shí)，更新到知識(shí)庫(kù)中。評(píng)估動(dòng)力電池SOH過程中，主要使用電池的內(nèi)阻、電池單體電壓等參數(shù)作為電池健康程度的評(píng)估指標(biāo)，同時(shí)綜合動(dòng)力電池電氣特征量進(jìn)行判定，前期我們從中選取出大量的正常使用下的電池?cái)?shù)據(jù)，作為樣本。首先對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，而后使用歸一化后的樣本數(shù)據(jù)對(duì)電池全周期神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練精度達(dá)到要求的情況下，獲得的各個(gè)參數(shù)即可作為最新的數(shù)據(jù)模型，對(duì)當(dāng)前電池進(jìn)行SOH的判定。

以上說明書中描述的只是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，各種舉例說明不對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對(duì)以前所述的具體實(shí)施方式做修改或變形，而不背離實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。