一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，具体方法如下：采用50ms间隔周期检测母线电流和电池簇总压，设定一个电流差阈值IC0，假设第一个采样点电流为I1电压为V1，则50ms后进行第二次采样,电流记为I2，电压记为V2，时间计数器n每50ms增加1，计算电流差|I2

【技术实现步骤摘要】
一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，特别是涉及一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法。

技术介绍

[0002]1、内阻，是表征锂离子电池健康状态的重要特征之一。锂电池内阻有交流内阻和直流内阻两种表征方法，其中直流内阻更能反映当前锂电池的健康状态。目前存在很多估算电池内阻的方法，例如直流放电内阻测量法、交流电桥法等。现有的方法大都集中于直接测量技术，甚至还需要增加额外的硬件成本。虽然测量精度较高，但都是离线测量方法，对于运行于储能电站和实际车辆上的电池，现有方法或者导致测量成本的增加，或者导致测量精度的下降，或者无法实现在线跟踪检测。
[0003]2、目前锂电池储能系统应用的SOC的算法，通过电压与电量(AH)的对应关系来评估电池剩余能量。但AH和能量并不是恒定对应的关系，而是在一定范围内波动，波动的振幅取决于电池直流内阻的能耗。而电池直流内阻消耗的能量和电流、温度、当前锂离子浓度等都存在关系，因此导致评估的方法精度不高。对锂电池储能系统来说带来的直接影响是，在相同充放电深度(DOD)条件下，由于SOC算法存在固有缺陷，导致充放电末端容易出现电量显示偏差，增大了过充过放的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，具体方法如下：采用50ms间隔周期检测母线电流和电池簇总压，设定一个电流差阈值IC0，假设第一个采样点电流为I1电压为V1，则50ms后进行第二次采样,电流记为I2，电压记为V2，时间计数器n每50ms增加1，计算电流差|I2
‑
I1|，当|I2
‑
I1|>＝IC0时，计算电压差|V1
‑
V2|,如果电压差不等于0，则计算一次直流内阻R＝|V1
‑
V2|/|I1
‑
I2|。
[0007]作为本专利技术的进一步技术方案：还能够计算电池簇内阻能耗Er：Er＝I12*R*n*0.05(ws)，单位为瓦秒即焦耳，计算完成后将I2赋值给I1，V2赋值给V1，并将时间计数器n清零，如果电流差没有达到计算阈值，则跳过此次计算，时间计数器n不清零，I1和V1保持原值不变，等待下次采样时刻在进行计算。
[0008]作为本专利技术的进一步技术方案：还能够对电池簇进行能量管理，方法如下：EMS按充放电的时间周期分配调节时间点。充放电时间段两边各留20分钟稳定期，剩余时间按电池簇个数平均分配调节时间点，到时间点后，由EMS控制对应的PCS模块对对应的电池簇进行电流大动态调节。
[0009]作为本专利技术的进一步技术方案：所述EMS按充放电的时间周期分配调节时间点。充
放电时间段两边各留20分钟稳定期，剩余时间按电池簇个数平均分配调节时间点，到时间点后，由EMS控制对应的PCS模块对对应的电池簇进行电流大动态调节。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述EMS协调控制器按充放电的时间段(暂定两小时)分配动态变化时间段。
[0011]作为本专利技术的进一步技术方案：所述电流变化范围暂定为0.5C～0.1C
[0012]作为本专利技术的进一步技术方案：动态变化时间按PCS的动态响应时间为准。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014]本专利技术通过EMS，PCS，BMS(3s)系统，在储能锂电池系统充放电过程中，分时动态调节每一电池簇的工作电流，通过大动态调节，测量出整簇及单体电池上电压的变化，从而计算出每个单体电池的内阻和整簇等效总内阻，进而计算出每个电池簇的直流内阻消耗的能量，减小充放电末端电量显示偏差，动态调节末端截止条件。在提高安全性的前提下，可以实现更高的经济效益。
附图说明
[0015]图1为电流时间曲线图。
具体实施方式
[0016]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]实施例1，一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，具体方法如下：采用50ms间隔周期检测母线电流和电池簇总压，设定一个电流差阈值IC0，假设第一个采样点电流为I1电压为V1，则50ms后进行第二次采样,电流记为I2，电压记为V2，时间计数器n每50ms增加1，计算电流差|I2
‑
I1|，当|I2
‑
I1|>＝IC0时，计算电压差|V1
‑
V2|,如果电压差不等于0，则计算一次直流内阻R＝|V1
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V2|/|I1
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I2|。
[0018]实施例2，在实施例1的基础上，本专利技术还能够计算电池簇内阻能耗Er：Er＝I12*R*n*0.05(ws)，单位为瓦秒即焦耳，计算完成后将I2赋值给I1，V2赋值给V1，并将时间计数器n清零，如果电流差没有达到计算阈值，则跳过此次计算，时间计数器不清零，I1和V1保持原值不变，等待下次采样时刻在进行计算。
[0019]实施例3，在实施例2的基础上，还能够对电池簇进行能量管理，方法如下：EMS按充放电的时间周期分配调节时间点。充放电时间段两边各留20分钟稳定期，剩余时间按电池簇个数平均分配调节时间点，到时间点后，由EMS控制对应的PCS模块对对应的电池簇进行电流大动态调节。
[0020]用途是通过对储能电池簇充放电过程直流内阻的计算，可以评估当前电池簇的健康等级。通过计算电池簇直流内阻消耗的能量，极大提高能量管理的显示精度，从而提高充放电末端的安全性，并能更好的评估系统效率。直流内阻自损耗比例、线束连接损耗比例、PCS转化效率等全部可以精确计算，解决了储能系统电池侧能量自损耗难以量化的问题。
[0021]因此该方法主要用于储能系统的智慧能量管理。包括储能电池簇电池健康状态评
估、充放电末端安全性提升、储能系统SOE计算精度提升、电池簇直流内阻自损耗计算。为后续储能电站的维护手段提供准确数据支持。
[0022]1、EMS需要对20簇电池进行顺序电流动态变化管理，目的是评估电池单体的内阻变化。
[0023]2、EMS协调控制器按充放电的时间段(暂定两小时)分配动态变化时间段。初步想法是充放电时间段两边各留20分钟稳定期，剩余时间平均分配20个时间点，由EMS控制PCS模块对对应的电池簇进行功率的动态变化(电流调节)。
[0024]3、电流变化范围暂定为0.5C～0.1C。
[0025]4、动态变化时间按PCS的动态响应时间为准。一般为10S。
[0026]5、电池内阻计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，其特征在于，具体方法如下：采用50ms间隔周期检测母线电流和电池簇总压，设定一个电流差阈值IC0，假设第一个采样点电流为I1电压为V1，则50ms后进行第二次采样,电流记为I2，电压记为V2，时间计数器n每50ms增加1，计算电流差|I2
‑
I1|，当|I2
‑
I1|>＝IC0时，计算电压差|V1
‑
V2|,如果电压差不等于0，则计算一次直流内阻R＝|V1
‑
V2|/|I1
‑
I2|。2.根据权利要求1所述的一种储能锂电池充放电过程直流内阻在线检测方法，其特征在于，还能够计算电池簇内阻能耗Er：Er＝I12*R*n*0.05(ws)，单位为瓦秒即焦耳，计算完成后将I2赋值给I1，V2赋值给V1，并将时间计数器n清零，如果电流差没有达到计算阈值，则跳过此次计算，时间计数器n不清零，I1和V1保持原值不变，等待下次采样时刻在进行计算。3.根据权利要求1所述的一种储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珅，张键海，张铁军，杨家豫，
申请(专利权)人：浙江金凤凰储能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：