基于模型的电池系统监测技术方案

本发明专利技术涉及基于模型的电池系统监测，尤其是提出一种用于存储电能(例如来自风力涡轮机的电能)的电池系统。监测算法从每一个电池模块的电池单元中的温度和电流传感器接收输入数据、每个电池模块中的冷却系统的状态、壳体冷却系统的状态(诸如风扇旋转速度)和辅助输入(诸如环境温度)。该监测算法根据预定模型来处理输入数据，将特定电池单元内基于模型的估算温度与测量温度进行比较，如果差值超过阈值，则表明运行异常，并且可以使用有关此情况的警报或警告来启动预测性维护。与简单的固定温度极限相比，可以在早期状态下检测出并解决问题，从而确保电池的最佳运行条件，进而延长电池使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
基于模型的电池系统监测
本专利技术涉及电能存储器领域，更具体地说，涉及具有高容量的例如用于可再生能源的电池系统领域。更具体地说，本专利技术涉及用于监测电池系统以提高电池使用寿命的基于模型的方法。
技术介绍
诸如锂离子电池之类的可充电电池通常在具有固定温度极限的电池管理系统下运行，该固定温度极限用于决定是否可以维持正常运行，或者如果超过该固定温度极限，则停止对电池的充电或放电。这可能足以确保安全运行，而不会对电池单元造成永久损坏，但就电池的使用寿命或运行费用而言，这并不是最佳的。在具有大量模块(每一个模块都具有一组电池单元)的大型电池系统的情况下，该问题尤为突出。这样的系统可以用于存储来自可再生能源(诸如各自具有几兆瓦的容量的光伏板或风力涡轮机)的电能。
技术实现思路
因此，根据以上描述，本专利技术的目的是提供一种电池系统，与传统的电池系统相比，该电池系统能够以提高的使用寿命和降低的运行费用进行运行。在第一方面，本专利技术提供了一种被布置为存储电能的电池系统，该电池系统包括：-多个电池模块，每个电池模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被布置为存储电能的电池系统(BTS)，所述电池系统(BTS)包括：/n-多个电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)，每个电池模块包括：/n-处于预定空间配置的多个可充电电池单元(C1，C2，C3)，/n-多个温度传感器，其被布置为感测电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)的相应位置处的温度(T)，/n-多个电流传感器，其被布置为至少感测多个电池单元(C1，C2，C3)处的充电或放电电流(I)，以及/n-电池模块冷却系统(BMC)，其被布置为向电池模块(BM)提供冷却，其中，所述电池模块冷却系统(BMC)具有多个状态，/n-壳体(H)，在所述壳体中，所述多个电池模块(BM，BM1_1...

【技术特征摘要】
20191120 DK PA2019707051.一种被布置为存储电能的电池系统(BTS)，所述电池系统(BTS)包括：
-多个电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)，每个电池模块包括：
-处于预定空间配置的多个可充电电池单元(C1，C2，C3)，
-多个温度传感器，其被布置为感测电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)的相应位置处的温度(T)，
-多个电流传感器，其被布置为至少感测多个电池单元(C1，C2，C3)处的充电或放电电流(I)，以及
-电池模块冷却系统(BMC)，其被布置为向电池模块(BM)提供冷却，其中，所述电池模块冷却系统(BMC)具有多个状态，
-壳体(H)，在所述壳体中，所述多个电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)以预定空间配置在空间上进行分布，
-壳体冷却系统(HVAC)，其被布置为向所述壳体(H)中的多个电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)提供冷却，其中，所述壳体冷却系统(HVAC)具有多个状态，以及
-电池监测系统，其包括被布置为执行监测算法(BMN1，BMN2)的处理器系统，其中，所述电池监测系统被布置为至少从以下装置接收输入数据：
-所述多个温度传感器，
-所述多个电流传感器，
-所述电池模块冷却系统(BMC)，其具有指示它们各自的状态的至少一个参数，
-所述壳体冷却系统(HVAC)，其具有指示其状态的至少一个参数，以及
-一个或多个辅助输入(T_A)，
其中所述监测算法被布置为：
-根据基于关于电池单元(C1，C2，C3)、电池模块冷却系统(BMC)、壳体冷却系统(HVAC)的知识以及基于电池单元(C1，C2，C3)和电池模块(BM，BM1_1，BM2_1)的所述预定空间配置的预定模型来处理所述输入数据的至少一部分，
-响应于所述预定模型，生成电池单元(C1，C2，C3)或电池模块(BM，MB1_1，BM2_1)内的预定位置处的估算温度(TE)，
-确定所述估算温度(TE)与所述预定位置处的测量温度(TM)之间的差值(DF)，以及
-生成指示所述差值(DF)是否超过预定阈值(TH)的输出(AL1，AL2)。


2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，所述监测算法包括第一部分，所述第一部分被布置为根据所述多个电池模块中的一个的预定模型来处理所述输入数据的至少一部分，并且被布置为：
-响应于所述第一预定模型，生成电池单元或电池模块内的预定位置处的第一估算温度，
-确定所述第一估算温度与所述预定位置处的测量温度之间的差值，以及
-生成指示所述差值是否超过预定阈值的第一输出。


3.根据权利要求2所述的电池系统，其中，所述第一输出用于指示所述电池模块冷却系统内的异常。


4.根据权利要求2或3所述的电池系统，其中，所述监测算法包括多个所述第一部分，多个所述第一部分用于生成指示所述多个电池模块中的相应的电池模块内的异常的相应输出。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电池系统，其中，所述监测算法包括第二部分，所述第二部分被布置为根据以所述预定空间配置在空间上进行分布的所述多个电池模块的第二预定模型来处理所述输入数据的至少一部分，并且被布置为：
-响应于所述第二预定模型，生成电池单元或电池模块内的预定位置处的第二估算温度，
-确定所述第一估算温度与所述预定位置处的测量温度之间的差值，以及
-生成指示所述差值是否超过预定阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·达姆高，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK