一种储能系统OCV-SOC校准方法及电子设备技术方案

本发明专利技术公开了一种储能系统OCV

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法及电子设备


[0001]本专利技术属于电化学储能领域，特别涉及一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法及电子设备。

技术介绍

[0002]储能系统荷电状态SOC表征系统剩余容量，是电池管理系统的核心参数，高精度SOC对储能系统高效稳定运行至关重要。目前储能系统通常采用满充/满放校核实际容量以及安时积分动态估算SOC的方法。然而，对于中大型储能系统，无论是并联型还是串联型拓扑，系统内各单元很难同时达到满充/满放状态，且积分累计误差会导致SOC偏差逐渐增大，严重影响系统安全稳定运行。
[0003]OCV
‑
SOC校准是利用电芯开路电压OCV与SOC之间的固有关系，将长期静置得到的电池端电压近似等于OCV并通过查表校准SOC的方法。OCV
‑
SOC校准可以为安时积分法提供精确的SOC初始值，同时消除积分累计的误差，从而提高系统SOC估算的精确性。以电化学储能系统主要采用的磷酸铁锂电芯为例，典型OCV校准曲线如图5所示。当不同运行工况下OCV校准曲线存在差异，电芯温度、静置时间、静置前充放电状态、电芯老化等因素均会影响OCV校准曲线，导致采用现有OCV
‑
SOC校准方法精确性受到影响。只有当用来标定OCV校准曲线的测试工况和当前运行工况相接近，OCV
‑
SOC校准才能达到较高的精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种储能系统OCV
‑/>SOC校准方法，适用于采用磷酸铁锂电芯的电化学储能系统，配合安时积分法，可以减小储能系统SOC估算偏差，优化控制性能，提高系统运行安全性。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，包括：
[0006]获取储能系统的中期OCV校准曲线以及长期OCV校准曲线；
[0007]实时观测充放电过程，动态识别中期校准有效点工况，选择OCV校准曲线；
[0008]测量电芯电压得到校准点OCV，对所述OCV校准曲线进行分区，并结合电芯当前容量信息进行SOC校准；
[0009]分析SOC校准偏差，判定SOC校准结果的可信度。
[0010]根据一些实施例，所述中期OCV校准曲线以及长期OCV校准曲线的获取方法为：
[0011]获取温度T0条件下，静置t1时间的充电OCV曲线以及放电OCV曲线，作为中期OCV校准曲线，利用相同静置时间下充电OCV以及放电OCV的对称性，将两条曲线的中线近似为静置t2时间的长期OCV校准曲线；其中温度T0为静置条件下电芯稳定温度，静置时间t1、t2根据实际工况决定，t2设置大于t1的2倍。
[0012]根据一些实施例，所述动态识别中期校准有效点工况选择校准曲线，具体为：
[0013]首先获取当前充放电周期的初始容量SOC0，充放电周期内，通过安时积分法实时计算SOC，并动态更新过程中的最大容量SOC
max
、最小容量SOC
min
；
[0014]当前为充电状态时，若当前容量满足式(1)所示关系，即判定中期充电OCV校准有效，并选择中期充电OCV校准曲线为校准曲线；
[0015][0016]当前为放电状态时，若当前容量满足式(2)所示关系，即判定中期放电OCV校准有效，并选择中期放电OCV校准曲线为校准曲线；
[0017][0018]当充电状态下不满足式(1)且放电状态下不满足式(2)，选择长期OCV校准曲线为校准曲线。
[0019]根据一些实施例，当静置状态下满足中期充电/放电OCV校准有效条件时，将等待进行中期充电/放电OCV校准，当静置达到t1时间，且电芯温度稳定在T0时，即调用对应的中期充电/放电OCV校准曲线进行校准。
[0020]根据一些实施例，当静置状态下不满足中期充电/放电OCV校准有效条件时，将等待进行长期OCV校准，当静置达到t2时间，且电芯温度稳定在T0时，即调用长期OCV校准曲线进行校准。
[0021]根据一些实施例，所述对所述OCV校准曲线进行分区，并结合电芯当前容量信息进行SOC校准，具体为：
[0022]对所述OCV校准曲线进行分区，将SOC为80％时对应的OCV定义为OCV
TH
，当OCV≥OCV
TH
为高SOC区，OCV<OCV
TH
为低SOC区；
[0023]根据所述测量电芯电压得到的校准点OCV，查表获得该OCV对应的SOC值SOC
curve
，同时根据OCV所在区域，按照式(3)校准得到电芯当前容量下的SOC，
[0024][0025]其中，Q0为电芯初始额定容量，Q
a
为电芯当前容量。
[0026]根据一些实施例，所述分析SOC校准偏差，判定SOC校准结果的可信度的具体方法如下：
[0027]电池管理系统电芯电压采集精度按照测量误差ΔV设定，查表得到(OCV
‑
ΔV)对应的SOC
curve_L
以及(OCV+ΔV)对应的SOC
curve_H
；
[0028]当满足式(4)所示关系时，判定此次OCV
‑
SOC校准得出的SOC校准结果可信，
[0029]SOC
curve_H
‑
SOC
curve_L
<ΔSOC
TH
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0030]其中，ΔSOC
TH
为OCV
‑
SOC校准有效的允许偏差。
[0031]根据一些实施例，完成一次OCV
‑
SOC校准后，随即进入下一个等待周期，当再次满足静置时间条件时，再进行下一次OCV
‑
SOC校准；同时，当静置后首次校准为中期充电/放电OCV校准时，首次校准之后，中期充电/放电OCV校准设为无效。
[0032]根据本专利技术的另一方面，提供一种电子设备，包括：
[0033]处理器；存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中任一项所述的方法。
[0034]本专利技术提供一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，通过动态识别校准有效点工况以精准匹配对应的OCV校准曲线，通过考虑电芯老化导致容量损失的问题以确保电芯全生命周期内OCV
‑
SOC校准的有效性，同时，考虑不同静置时间下触发校准以提高OCV
‑
SOC校准的概率；通过综合考虑多种因素对OCV的影响，提高OCV
‑
SOC校准的精确性。
附图说明
[0035]图1示出一种储能系统OCV
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，其特征在于，获取储能系统的中期OCV校准曲线以及长期OCV校准曲线；实时观测充放电过程，动态识别中期校准有效点工况，选择OCV校准曲线；测量电芯电压得到校准点OCV，对所述OCV校准曲线进行分区，并结合电芯当前容量信息进行SOC校准；分析SOC校准偏差，判定SOC校准结果是否可信。2.如权利要求1所述的一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，其特征在于，所述中期OCV校准曲线以及长期OCV校准曲线的获取方法如下：获取温度T0条件下，静置t1时间的充电OCV曲线以及放电OCV曲线，作为中期OCV校准曲线，利用相同静置时间下充电OCV以及放电OCV的对称性，将两条曲线的中线近似为静置t2时间的长期OCV校准曲线；其中温度T0为静置条件下电芯稳定温度，静置时间t1、t2根据实际工况决定，t2设置大于t1的2倍。3.如权利要求1所述的一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，其特征在于，所述动态识别中期校准有效点工况，选择OCV校准曲线，具体为：首先获取当前充放电周期的初始容量SOC0，充放电周期内，通过安时积分法实时计算SOC，并动态更新过程中的最大容量SOC
max
、最小容量SOC
min
；当前为充电状态时，若当前容量满足式(1)所示关系，即判定中期充电OCV校准有效，并选择中期充电OCV校准曲线为校准曲线；当前为放电状态时，若当前容量满足式(2)所示关系，即判定中期放电OCV校准有效，并选择中期放电OCV校准曲线为校准曲线；当充电状态下不满足式(1)且放电状态下不满足式(2)，选择长期OCV校准曲线为校准曲线。4.如权利要求3所述的一种储能系统OCV
‑
SOC校准方法，其特征在于：当静置状态下满足中期充电/放电OCV校准有效条件时，将等待进行中期充电/放电OCV校准，当静置达到t1时间，且电芯温度稳定在T0时，即调用对应的中期充电/放电OCV校准曲线进行校准。5.如权利要求3所述的一种储能系统OCV
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SOC校准方法，其特征在于：当静置状态下不满足中期充电/放电OCV校准有效条件时，将等待进行长期OCV校准，当静置达到t2时间，且电芯温度稳定在T0时，即调用长期OCV校准曲线进行校准。6.如权利要求1所述的一种储能系统OCV
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【专利技术属性】
技术研发人员：洪灏灏，石祥建，侯炜，徐光福，王万纯，储海军，姜淼，魏阳，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司常州博瑞电力自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：