一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，包括电池储能单元、传感检测单元、主控单元、能量管理系统和应用软件，所述能量管理系统与主控单元电连接，所述传感检测单元通过现场总线与主控单元连接通信，所述传感检测单元用于测量电池储能单元的各项数据，所述应用软件集成在能量管理系统中，用于对储能电池进行实时评估。本发明专利技术在储能系统的运行过程中能够实时对储能电池进行评估，实时监测每个电池单体的性能。每个电池单体的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统及方法


[0001]本专利技术涉及电池在线评估
，尤其是一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统及方法。

技术介绍

[0002]传统化石燃料的使用带来的环境污染以及全球气温上升等问题，极大促进清洁能源的发展，因此节能和环保成为当下最为重要的研究方向之一，是缓解当今能源紧缺、环境恶劣的必要手段。电池储能系统作为当前热门研究热点对清洁能源的储存起到了极大的作用，推动着可再生能源开发的需求。
[0003]锂离子电池凭借其使用寿命长，能量密度高，自放电低等特点，已经成为当前储能系统的主要组成部分。采用锂离子电池作为储能电池，可以有效的减轻高峰时段和尖峰时段电网的负荷，降低用电负荷对电网的冲击。
[0004]储能系统通常由多个储能电池单体组成，但是由于不同的电池在制作工艺和运行状态不同，其电池的性能也不同，使得电池组存在内部的不一致性，从而影响储能系统的使用性能和安全性。因此在储能系统的运行过程中需要实时的对储能电池进行评估。

技术实现思路

[0005]为了预防储能系统运行过程的安全性，本专利技术提供一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，在储能系统的运行过程中能够实时对储能电池进行评估，实时监测每个电池单体的性能。
[0006]为实现上述目的，提出以下技术方案：
[0007]一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，包括电池储能单元、传感检测单元、主控单元、能量管理系统和应用软件，所述能量管理系统与主控单元相连接，所述传感检测单元通过现场总线与主控单元连接通信，所述传感检测单元用于测量电池储能单元的各项数据，所述应用软件集成在能量管理系统中，用于对储能电池进行实时评估。
[0008]本专利技术利用传感检测单元对电池储能单元的每个电池单体进行检测，能够有效监控每一个电池单体的性能，检测全面，主控单元用于对电池单体进行充放电电能质量分析，得到电池充放电过程中的纹波变化、最大上升下降时间，还用于处理传感检测单元的各项数据，并将处理完的数据传入能量管理系统，最后由应用软件对储能电池进行实时评估，评估到电池单体性能差时提醒工作人员对电池单体进行替换，以免电池之间存在过大的不一致性影响系统的稳定，从而提高储能系统的使用性能和安全性。
[0009]作为优选，所述传感检测单元包括温度传感阵列子单元、充放电电压电流录波子单元、环境传感子单元和电池管理系统。
[0010]作为优选，所述电池储能单元包括若干节电池单体和储能变流器，所述电池储能单元包括电池单体阵列和储能变流器，所述电池单体阵列由电池串组成，每串电池接入储能变流器。
[0011]作为优选，所述温度传感阵列子单元包括温度传感器阵列和温度传感主控模块，所述温度传感阵列布置在电池单体上，并通过单线总线与温度传感主控模块相连通信，所述温度传感主控模块包括第一电源模块、第一MCU模块和第一通信模块，所述温度传感阵列子单元用于测得各个电池单体的温度数据。
[0012]作为优选，所述充放电电压电流录波子单元包括第二电源模块、第二MCU模块和第二通信模块，用于获取充放电电压电流波形和记录异常状况瞬间前后的线路电压电流的变化波。
[0013]作为优选，所述环境传感子单元包括温度传感模块、湿度传感模块、挥发性气体传感模块、红外图像传感模块、第三电源模块、第三MCU模块和第三通信模块组成，所述环境传感子单元用于测得环境的实时温度、湿度以及挥发性气体的浓度、明火。
[0014]作为优选，所述电池管理系统包括单体电池管理模块、电池组管理模块和电池系统管理模块，每组电池中在电池箱内包含有采集单元，采集每节电池单体的电压、电流和检测绝缘电阻，还设有电池组控制模块与电池堆管理单元和储能变流器通信，上传当前的电池系统信息，电池堆管理单元通过网口与后台监控通讯。
[0015]一种储能电池充放电过程的实时在线评估方法，采用上述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，包括以下步骤：
[0016]1)构建电池充放电指标体系；
[0017]建立基于熵权Vague集电池充放电指标体系，依据评价指标值对电池安全性能进行评价等级划分；
[0018]2)确定数据指标客观权重；
[0019]利用熵权赋值法，根据指标参数的相关关系客观赋值，即通过各个指标的数据信息量大小来确定权重大小；
[0020]3)将评价指标值转化为Vague值；
[0021]各种电池数据的取值范围以及各自的量纲存在差异，将原始各项数据转化为Vague值，有利于对数据特征进行处理分析；
[0022]4)建立熵权Vague集综合评价模型，输出评价指标值；
[0023]用确定的Vague值来建立熵权Vague集综合评价模型，输出各个电池的评价指标值，对比电池充放电评估体系，确定电池的安全性能。
[0024]作为优选，所述评价等级包括A、B、C、D四个等级，分别表示优越、良好、及格、不及格四种电池安全性能，指标值大小依据电池安全性能的四个等级取值在以下范围内1>X
max
>X
mid
>X
min
>0。具体评级等级如下：
[0025]A级，电池安全性能优越，其指标值大于X
max
且小于或等于1；
[0026]B级，电池安全性能良好，其指标值大于X
mid
且小于或等于X
max
；
[0027]C级，电池安全性能及格，其指标值大于X
min
且小于或等于X
mid
；
[0028]D级，电池安全性能不及格，其指标值小于或等于X
min
。
[0029]本专利技术的有益效果是：利用传感检测单元对电池储能单元的每个电池单体进行检测，能够有效监控每一个电池单体的性能，检测全面；主控单元将处理完的数据传入能量管理系统，最后由应用软件对储能电池进行实时评估，评估到电池单体性能差时提醒工作人员对电池单体进行替换，以免电池组存在内部的不一致性，从而提高储能系统的使用性能
和安全性。
附图说明
[0030]图1是实施例的系统结构示意图；
[0031]图2是实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
[0032]实施例：
[0033]本实施例选取某地一处集装箱式智能电网储能系统，该系统以本专利技术技术方案为前提下进行实施，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0034]本实施例提出一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，参考图1，包括电池储能单元、传感检测单元、主控单元、能量管理系统和应用软件，能量管理系统与主控单元相连接，传感检测单元通过现场总线与主控单元连接通信，传感检测单元用于测量电池储能单元的各项数据，应用软件集成在能量管理系统中，用于对储能电池进行实时评估。
[0035]电池储能单元，由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，包括电池储能单元、传感检测单元、主控单元、能量管理系统和应用软件，所述能量管理系统与主控单元相连接，所述传感检测单元通过现场总线与主控单元连接通信，所述传感检测单元用于测量电池储能单元的各项数据，所述应用软件集成在能量管理系统中，用于对储能电池进行实时评估。2.根据权利要求1所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述传感检测单元包括温度传感阵列子单元、充放电电压电流录波子单元、环境传感子单元和电池管理系统。3.根据权利要求2所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述电池储能单元包括电池单体阵列和储能变流器，所述电池单体阵列由电池串组成，每串电池接入储能变流器。4.根据权利要求3所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述温度传感阵列子单元包括温度传感器阵列和温度传感主控模块，所述温度传感阵列布置在电池单体上，并通过单线总线与温度传感主控模块相连通信，所述温度传感主控模块包括第一电源模块、第一MCU模块和第一通信模块，所述温度传感阵列子单元用于测得各个电池单体的温度数据。5.根据权利要求2所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述充放电电压电流录波子单元包括第二电源模块、第二MCU模块和第二通信模块，用于获取充放电电压电流波形和记录异常状况瞬间前后的线路电压电流的变化波。6.根据权利要求2所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述环境传感子单元包括温度传感模块、湿度传感模块、挥发性气体传感模块、红外图像传感模块、第三电源模块、第三MCU模块和第三通信模块组成，所述环境传感子单元用于测得环境的实时温度、湿度以及挥发性气体的浓度、明火。7.根据权利要求3所述的一种储能电池充放电过程的实时在线评估系统，其特征是，所述电池管理系统包括单体电池管理模块、电池组管理模块和电池系统管理模块，每组电池中在电池箱内包含有采集单元，采集每节电池单体的电压、电流和检测绝缘电阻，还设有电池组控制模块与电池堆管理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘国兵，龚飞，朱利成，吴昊，周英浩，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：