一种储能系统的内阻估算系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种储能系统的内阻估算系统，包括电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元、电容限压单元、直流‑直流变换单元及控制单元。在需要进行内阻测量时，使用开关器件将电池接入电容，产生短时间内的较大电流，分别测的储能电池组的电流变化与电压变化，再根据欧姆定律进行内阻的估算。内阻测量过程中储能电池的电能存储在储能电容中，测量完毕后，使用直流‑直流变换器再将电容内存储的电量送回至储能电池组中。本实用新型专利技术为一种储能系统的内阻估算系统和方法，可以直接从单体电芯直接取电，在进行内阻估算时，从电厂组获取测试电流；当测试完毕后，测试用的电能还能送回到电池组中，降低了侧内阻估算的能量损耗。

An internal resistance estimation system for energy storage system

The internal resistance of the utility model discloses a storage system estimation system includes a battery, current limiting switch unit, storage capacitor unit, a current collecting unit, the pressure limiting capacitor unit, DC DC converter unit and a control unit. When we need to carry out the measurement of internal resistance, we use switch device to connect the battery to the capacitor and generate a large current in a short time. The current changes and voltage changes of the storage battery are measured respectively, and then the internal resistance is estimated based on Ohm's law. The process of storage battery internal resistance measurement of the electrical energy stored in the energy storage capacitor, after measurement, using a DC DC converter and the capacitor memory power back to storage battery. The utility model relates to a system and a method for estimating the internal resistance of storage system, can directly take power from the single electric core, in internal estimates, obtain the test current from the power plant group; when the test is finished, the test electricity can send back to the battery, reduce the energy loss in the lateral resistance the estimated.

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统的内阻估算系统
本技术涉及储能系统
，特别是涉及一种储能系统的内阻估算系统。
技术介绍
储能系统中，储能电池的内阻是衡量电池性能的一个重要指标，电池处于不同的荷电状态、使用寿命状态时，其内阻参数均不相同。储能电池组中电池出现老化、失效、损坏等情况时，均可以从其内阻变化得到表现，所以检测储能电池的内阻是判断电池使用状态的一个有效方式。目前，储能系统的内阻估算存在如下所述问题：使用直流内阻测量方式，该方法需要制造一个较大的直流电流，此类测量方式往往将此测量用直流电流直接消耗掉，造成了储能电池组的能量损失，进而换取内阻的测量。使用交流注入测试方法，该方法需要在每一节电芯的正负极之间加入一个内阻测量模块，通过在此单节电芯的正负极之间注入交流信号进行对应测量的方式得出此节电芯的内阻值，此种方法需要每节电芯都需要安装内阻测量模块，并且内阻测量模块需要从被测电芯取的供电，即便在无需内阻测量的情况下，依然需要消耗电芯的电能，在单节电芯电压极低的情况下，此功耗可能导致电芯进入深度欠压，最终使电芯损坏。另外内阻测量模块的数据需要使用通讯线进行数据上传，较多的内阻测量模块数量也将导致通讯线束之间的连接关系复杂。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种储能系统的内阻估算系统，避免直接消耗直流电流，造成电池组能量大量损失，并且该系统降低了接线复杂度，提高了系统的可靠性。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种储能系统的内阻估算系统，包括：电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元、电容限压单元、直流-直流变换单元及控制单元，所述电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元依次连接形成放电回路，所述储能电容单元通过直流-直流变换单元与电池组形成能量回收回路；所述电容限压单元接收储能电容单元的极限电压信号，并根据极限电压信号输出断开开关信号给限流开关单元；所述控制单元输出电平信号给电容限压单元，所述电容限压单元根据电平信号控制限流开关单元的接通或断开；所述电流采集单元输出电流信号给控制单元，所述控制单元根据能量回流信号控制直流-直流变换单元的开关动作。作为进一步优选的方案，所述限流开关单元包括由若干个MOS管并联连接的开关矩阵，所述开关矩阵的输入端与所述电池组的总正端连接，输出端与所述储能电容单元的正极输入端连接，控制端与所述电容限压单元的输出控制端连接。作为进一步优选的方案，所述限流开关单元还包括第四电阻R4，所述开关矩阵的输出端经所述第四电阻R4与所述储能电容单元的正极输入端连接。作为进一步优选的方案，所述储能电容单元包括由若干个储能电容并联连接的储能电容矩阵，所述储能电容矩阵的正极输入端分别与所述直流-直流变换单元和所述限流开关单元连接，负极输入端与所述电流采集单元的输入端连接。作为进一步优选的方案，所述电容限压单元包括第一光耦隔离器U1、与非门电路U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第一光耦隔离器U1的集电极经所述第二电阻R2和所述第一电阻R1后连接所述电池组的总正端，发射极接地，所述第一光耦隔离器U1的阳极接供电电源VCC，阴极经所述第三电阻R3与所述与非门电路U2的输出端连接；所述非门电路U2的第一输入端经所述第七电阻R7与所述控制单元的第一控制端连接，所述非门电路U2的第二输入端经所述第五电阻R5和所述第八电阻R8后与所述控制单元的第二控制端连接；所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间的连接节点作为所述电容限压单元的输出控制端与所述开关单元的控制端连接。作为进一步优选的方案，所述电容限压单元还包括比较器U4、第二光耦隔离器U5、第六电阻R6、第九电阻R9、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十八电阻R18，所述第六电阻R6的一端与所述储能电容单元的正极输入端连接，另一端经所述第九电阻R9后接地，所述比较器U4的反相输入端与所述第六电阻R6和所述第九电阻R9之间的连接节点连接，所述第十二电阻R12的一端接供电电源VCC，另一端经所述第十八电阻R18、所述第十四电阻R14后接地，所述比较器U4的同相输入端与所述第十二电阻R12和所述第十八电阻R18之间的连接节点连接，所述比较器U4的输出端经所述第八电阻R8后与所述控制单元的第二控制端连接；所述第二光耦隔离器U5的阳极经所述第十三电阻R13后接供电电源VCC，阴极与所述第五电阻R5和所述第八电阻R8之间的连接节点连接，所述第二光耦隔离器U5的集电极与所述第十八电阻R18和所述第十四电阻R14之间的连接节点连接，发射极接地。作为进一步优选的方案，所述电流采集单元包括差分运算放电器U6、第十一电阻R11、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二十电阻R20和第二十一电阻R21，所述第十一电阻R11的第一端与所述电池组的总负端连接，第一端还经所述第十五电阻R15、所述第二十电阻R20后与所述差分运算放电器U6的输出端连接，所述第十一电阻R11的第二端与所述储能电容单元的负极输入端连接，第二端还经所述第十六电阻R16、所述第十七电阻R17后接地；所述差分运算放电器U6反相输入端与所述第十五电阻R15和所述第二十电阻R20之间的连接节点连接，同相输入端与所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17之间的连接节点连接，输出端还经所述第二十一电阻R21后与所述控制单元的第三控制端连接。作为进一步优选的方案，还包括第十九电阻R19，所述第十九电阻R19的一端与所述控制单元的第四控制端,连接，另一端与所述直流-直流变换单元的使能端连接。基于储能系统的内阻估算系统，本技术还提供一种储能系统的内阻估算方法，该方法包括以下步骤：S1、内阻估算系统启动并向电池管理系统发送开始产生测试电流的触发指令；S2、电池管理系统收到触发指令并快速采集电池组中单节电芯的电压v；S3、内阻估算系统产生测试电流i并被电池管理系统实时记录；S4、截取测试电流i的变化值△i和电压v的变化值△v；S5、根据欧姆定律估算出电池组内单节电芯的内阻值r；S6、将电能送回至电池组中。作为进一步优选的方案，所述步骤S3包括：S31、开启开关矩阵，电池组向储能电容充电，产生测试电流i并实时记录该测试电流i；S32、当储能电容的电压达到极限值或内阻估算系统主动关闭开关矩阵时，测试电流i产生完毕。本技术相比于现有技术的优点及有益效果如下：1、本技术为一种储能系统的内阻估算系统和方法，设有电流采集单元，可以直接从单体电芯直接取电，在进行内阻估算时，从电池组获取测试电流；并且，还设有储能电容单元，当测试完毕后，测试用的电能还能送回到电池组中，降低了侧内阻估算的能量损耗。2、本技术为一种储能系统的内阻估算系统，无需每节单体电芯都进行复杂的通讯线束的连接，降低了系统接线的复杂度，增加了储能系统测试内阻的可实施度，提高了系统的可靠性。3、本技术为一种储能系统的内阻估算方法，该方法先进行单节电芯的电压采集，然后再记录实时的测试电流，最后根据欧姆定律计算出内阻值。更为重要的是，在测试完毕后，还将储能电容中的电能送回到电池组中，从而减少了测试用的电能，降低了测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能系统的内阻估算系统，其特征在于，包括：电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元、电容限压单元、直流‑直流变换单元及控制单元，所述电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元依次连接形成放电回路，所述储能电容单元通过直流‑直流变换单元与电池组形成能量回收回路；所述电容限压单元接收储能电容单元的极限电压信号，并根据极限电压信号输出断开开关信号给限流开关单元；所述控制单元输出电平信号给电容限压单元，所述电容限压单元根据电平信号控制限流开关单元的接通或断开；所述电流采集单元输出电流信号给控制单元，所述控制单元根据能量回流信号控制直流‑直流变换单元的开关动作。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统的内阻估算系统，其特征在于，包括：电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元、电容限压单元、直流-直流变换单元及控制单元，所述电池组、限流开关单元、储能电容单元、电流采集单元依次连接形成放电回路，所述储能电容单元通过直流-直流变换单元与电池组形成能量回收回路；所述电容限压单元接收储能电容单元的极限电压信号，并根据极限电压信号输出断开开关信号给限流开关单元；所述控制单元输出电平信号给电容限压单元，所述电容限压单元根据电平信号控制限流开关单元的接通或断开；所述电流采集单元输出电流信号给控制单元，所述控制单元根据能量回流信号控制直流-直流变换单元的开关动作。2.根据权利要求1所述的储能系统的内阻估算系统，其特征在于，所述限流开关单元包括由若干个MOS管并联连接的开关矩阵，所述开关矩阵的输入端与所述电池组的总正端连接，输出端与所述储能电容单元的正极输入端连接，控制端与所述电容限压单元的输出控制端连接。3.根据权利要求2所述的储能系统的内阻估算系统，其特征在于，所述限流开关单元还包括第四电阻R4，所述开关矩阵的输出端经所述第四电阻R4与所述储能电容单元的正极输入端连接。4.根据权利要求1所述的储能系统的内阻估算系统，其特征在于，所述储能电容单元包括由若干个储能电容并联连接的储能电容矩阵，所述储能电容矩阵的正极输入端分别与所述直流-直流变换单元和所述限流开关单元连接，负极输入端与所述电流采集单元的输入端连接。5.根据权利要求1所述的储能系统的内阻估算系统，其特征在于，所述电容限压单元包括第一光耦隔离器U1、与非门电路U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第一光耦隔离器U1的集电极经所述第二电阻R2和所述第一电阻R1后连接所述电池组的总正端，发射极接地，所述第一光耦隔离器U1的阳极接供电电源VCC，阴极经所述第三电阻R3与所述与非门电路U2的输出端连接；所述非门电路U2的第一输入端经所述第七电阻R7与所述控制单元的第一控制端连接，所述非门电路U2的第二输入端经所述第五电阻R5和所述第八电阻R8后与所述控制单元的第二控制端连接；所述第一电阻R1和所述第二电阻R2之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟弟，
申请(专利权)人：惠州市蓝微新源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44