CN114123430A - 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法 - Google Patents

一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114123430A
CN114123430A CN202111561705.7A CN202111561705A CN114123430A CN 114123430 A CN114123430 A CN 114123430A CN 202111561705 A CN202111561705 A CN 202111561705A CN 114123430 A CN114123430 A CN 114123430A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery pack
battery
unit
photovoltaic
soc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111561705.7A
Other languages
English (en)
Inventor
纪永亮
刘恒
贺宗攀
黄海权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Kangsiwei Intelligent Energy Technology Co ltd
Chengdu Univeristy of Technology
Original Assignee
Chengdu Kangsiwei Intelligent Energy Technology Co ltd
Chengdu Univeristy of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Kangsiwei Intelligent Energy Technology Co ltd, Chengdu Univeristy of Technology filed Critical Chengdu Kangsiwei Intelligent Energy Technology Co ltd
Priority to CN202111561705.7A priority Critical patent/CN114123430A/zh
Publication of CN114123430A publication Critical patent/CN114123430A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H01M10/465—Accumulators structurally combined with charging apparatus with solar battery as charging system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提拱了一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，包括系统控制模块，所述系统模块分别连接光伏监控模块、电池组监控模块、通信模块和稳压输出模块，所述光伏监控模块连接太阳能光伏板，电池组监控模块连接电池组，通信模块连接云平台，稳压输出模块连接负载，本发明涉及电池供电领域，特别是在多电池组供电状态下，解决了电池组并联充电导致电池充电不足，或某组电池过充过放的问题，优化电池管理，延长电池使用寿命，提高系统经济效益。

Description

一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法
技术领域
本发明涉及电池电源供电技术领域，尤其涉及一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法。
背景技术
随着物联网和新能源技术的发展，新能源应用渗透到各个行业，其中光伏储能非常适合处位置偏远，不能或不方便通过电网为设备进行供电的场所，然而现有系统管理粗放，直接将光伏板并联，通过接入并联的电池组进行充电，然而电池组并联后给负载进行供电，一方面会造成光伏资源的浪费，另一方面会导致电池寿命缩短，系统经济效益非常低。
发明内容
本发明提供一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，包括系统控制模块，所述系统模块分别连接光伏监控模块、电池组监控模块、通信模块和稳压输出模块，所述光伏监控模块连接太阳能光伏板，电池组监控模块连接电池组，通信模块连接云平台，稳压输出模块连接负载。
进一步的，所述系统控制模块包括智能控制单元、存储单元、时间单元和按键及显示单元，所述光伏监控模块包括光伏信息采集单元，所述电池组监控模块包括电池信息采集单元，所述通信模块包括通信单元，所述稳压输出模块包括输出侧采集单元，所述智能控制单元分别连接通信单元、存储单元、时间单元、按键及显示单元、光伏信息采集单元、继电器驱动单元、电池信息采集单元和输出侧采集单元，所述继电器驱动单元有2个且分别连接充电执行单元和放电执行单元，所述光伏信息采集单元连接充电输入端，所述电池信息采集单元连接电池组，所述输出侧采集单元连接放电输出端，其中充电输入端、充电执行单元、电池组、放电执行单元和放电输入端依次连接。
进一步的，所述存储单元包括SRAM存储器和FLASH存储器，所述SRAM存储器和FLASH存储器分别连接智能控制单元的FSMC接口。
进一步的，所述通信单元包括PHY芯片、RJ45接口、RS232接口、RS485接口、CAN接口以及分别连接RS232接口、RS485接口、CAN接口的3个PCB端子，所述智能控制单元的EMAC0引脚连接PHY芯片，PHY芯片连接RJ45接口，所述智能控制单元的两个UART引脚分别连接RS232接口和RS485接口，所述智能控制单元的CAN引脚连接CAN接口。
进一步的，所述智能控制单元还包括JTAG引脚、Reset引脚和RTC引脚，所述JTAG引脚连接CPU处理器，所述Reset引脚连接复位电路，所述RTC引脚与时间单元内部的法拉电容连接。
一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，包括以下步骤：
S1、系统控制模块接收光伏监控模块、电池组监控模块和稳压输出模块所采集的数据参数，所述数据参数包括光伏发电端的电压、电流、温度参数；电池组端的电压、温度状态参数；负载端的工作电压、工作电流参数；
S2、系统控制模块根据每组电池组端的参数计算电池组的SOC；
S3、通过电池组提供的SOC计算获取电池组的SOH；
S4、系统控制模块中的智能控制单元根据步骤S1-S4提供的数据参数以及计算信息结合用电策略生成电池组充放电策略，对系统负载进行供电。
进一步的，所述步骤S1包括以下子步骤：
S101、智能控制单元通过光伏信息采集单元获取光伏发电端的电压、电流、温度参数；
S102、智能控制单元通过电池信息采集单元获得电池组端的电压、温度等状态参数；
S103、智能控制单元通过输出侧采集单元获得所连接的负载的工作电压、工作电流等参数。
进一步的，所述步骤S2包括以下子步骤：
S201、获取电池组当前充放电状态以及温度信息；
S202、获取电池组规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
S203、根据上述步骤获取的数据拟合电池组充放电曲线、温度曲线，计算电池SOC。
进一步的，所述步骤S3包括以下子步骤：
S301、按照一定周期，选择电池组放电时进行SOC计算；
S302、获取电池组规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
S303、通过安时积分法计算电池组放电电量，对应电池组开始放电时SOC和电池组终止放电时SOC；
S304、根据上述步骤获取的数据拟合电池组性能曲线，并辅以温度性能补偿计算电池组的SOH。
进一步的，所述步骤S4包括以下子步骤：
S401、判断电池组SOH是否已经低于阈值，如果该电池组SOH低于阈值，则将该电池组排除到正常的充放电策略中，并发出运维告警信息；
S402、根据光伏预期发电量、当前电池组电量、以及负载功率，预估负载有效运行时间，如果预估时间不能满足用电策略的极限时间，则根据用电策略中负载用电优先级，对负载进行断电或间歇性供电；
S403、通过计算获得的光伏发电功率，结合电池组充放电曲线特性，以及电池组SOC、SOH状态，动态调整需要并联充电电池组数量；
S404、根据步骤S403中计算并联充电组数量，在现有可用电池组中进行筛选，确保并联充电的电池组SOC和SOH偏差均在电池组特性允许范围内；如果没有筛选到，则需要对光伏发电进行功率限制；
S405、根据现有可用电池组的SOC和SOH状态，以及负载功率情况，动态确认电池组对负载进行供电，其中需选择SOH和SOC较好的电池组进行放电，从而均衡各电池组性能。
本发明的有益效果：
本发明提出的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，通过搭配太阳能供电系统和云平台监测控制系统构建了一个完整的智能供电控制系统，其主要优点在于以下几个方面：
（1）通过对供电系统的智能判断，防止电池过充过放，延长电池使用寿命；
（2）配合云平台在线智能诊断系统，可对设备运行状态、全电量参数、配电房视频等信息在后台实时展现，同时支持历史记录回溯、云平台、短信报警等方式，提升了供电系统设备的运维效率，节约了系统运行和维护的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的系统拓扑图；
图2为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的系统框图；
图3为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的控制主流程图；
图4为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置控制方法的SOC计算流程图；
图5为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置控制方法的SOH计算流程图；
图6为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的智能分组管理控制流程图；
图7为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的某电池组充电曲线图；
图8为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的某电池组放电曲线图；
图9为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的某电池组充电电压和环境温度关系图；
图10为本发明提出的一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的某电池组容量和环境温度关系图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1，一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，包括系统控制模块，所述系统模块分别连接光伏监控模块、电池组监控模块、通信模块和稳压输出模块，所述光伏监控模块连接太阳能光伏板，电池组监控模块连接电池组，通信模块连接云平台，稳压输出模块连接负载。
如图2，所述系统控制模块包括智能控制单元、存储单元、时间单元和按键及显示单元，所述光伏监控模块包括光伏信息采集单元，所述电池组监控模块包括电池信息采集单元，所述通信模块包括通信单元，所述稳压输出模块包括输出侧采集单元，所述智能控制单元分别连接通信单元、存储单元、时间单元、按键及显示单元、光伏信息采集单元、继电器驱动单元、电池信息采集单元和输出侧采集单元，所述继电器驱动单元有2个且分别连接充电执行单元和放电执行单元，所述光伏信息采集单元连接充电输入端，所述电池信息采集单元连接电池组，所述输出侧采集单元连接放电输出端，其中充电输入端、充电执行单元、电池组、放电执行单元和放电输入端依次连接。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提出一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的各单元功能。
光伏信息采集单元：通过互感器，温度传感器采集并计算光伏发电端的电压、电流、温度等状态参数；
电池信息采集单元：通过传感器集并计算电池组端的电压、电流、温度等状态参数；
输出侧采集单元：通过传感器采集该装置中所连接的负载的工作电压、工作电流等参数；
充电执行单元和放电执行单元：根据智能控制单元策略执行电池组充电和放电功能；
通信单元：可通过RS232、RS485、RJ45等通信接口将数据上传到云平台，并可接收云平台下发的相关指令；
智能控制单元：通过采集各个单元的状态参数，计算光伏功率，判断电池组的健康度，对电池组进行分组充放电智能控制，为负载供电。
实施例3
如图3，在实施例1的基础上，本实施例提出一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置的工作原理及实施方式。
S1、系统控制模块接收光伏监控模块、电池组监控模块和稳压输出模块所采集的数据参数，所述数据参数包括光伏发电端的电压、电流、温度参数；电池组端的电压、温度状态参数；负载端的工作电压、工作电流参数；
S2、系统控制模块根据每组电池组端的参数计算电池组的SOC；
S3、通过电池组提供的SOC计算获取电池组的SOH；
S4、系统控制模块中的智能控制单元根据步骤S1-S4提供的数据参数以及计算信息结合用电策略生成电池组充放电策略，对系统负载进行供电。
实施例4
如图4，在实施例1-3的基础上，本实施例提出一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置控制方法的SOC计算方式。
1、获取电池组当前充放电状态以及温度信息，其中充放电状态包括电池电压，充电电流，放电电流；
2、明确电池组的规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
3、通过上述1-2步骤获取的数据拟合电池组充放电曲线如图7，图8所示、温度曲线如图9，图10所述，计算电池SOC。
实施例5
如图5，在实施例1-4的基础上，本实施例提出一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置控制方法的SOH计算方式。
1、按照一定周期，选择电池组放电时进行SOC计算；
2、明确电池组规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
3、通过安时积分法计算电池组放电电量，对应电池组开始放电时SOC和电池组终止放电时SOC；
4、根据上述1-3步骤获取的数据拟合电池组性能曲线，并辅以温度性能补偿计算电池组的SOH。
实施例6
如图6，在实施例1-5的基础上，本实施例提出一种用于实现电池工作状态下安全替换电池的智能装置控制方法流程。
1、判断电池组SOH是否已经低于阈值，如果该电池组SOH低于阈值，则将该电池组排除到正常的充放电策略中，并发出运维告警信息；
2、根据光伏预期发电量、当前电池组电量、以及负载功率，预估负载有效运行时间，如果预估时间不能满足用电策略的极限时间，则根据用电策略中负载用电优先级，对负载进行断电或间歇性供电；
3、通过计算获得的光伏发电功率，结合电池组充放电曲线特性，以及电池组SOC、SOH状态，动态调整需要并联充电电池组数量，如：电池组特性要求0.1C进行充电，而光伏电流为0.2C，则需要同时对两组电池组并联充电；
4、根据步骤S3中计算并联充电组数量，在现有可用电池组中进行筛选，确保并联充电的电池组SOC和SOH偏差均在电池组特性允许范围内；如果没有筛选到，则需要对光伏发电进行功率限制，如步骤S4中的状态，需要将光伏电流限制到0.1C；
5、根据现有可用电池组的SOC和SOH状态，以及负载功率情况，动态确认电池组对负载进行供电，其中需选择SOH和SOC较好的电池组进行放电，从而均衡各电池组性能。
通过以上步骤，一方面尽量使电池组均衡使用，另一方面尽量避免性能较差电池组对性能较好电池组的破坏性影响，从而提升电池有效利用率、延长电池使用寿命、通过电池健康管理及寿命预测提升系统的经济效益。
本发明涉及电池供电领域，特别是在多电池组供电状态下，解决了电池组并联充电导致电池充电不足，或某组电池过充过放的问题，优化电池管理，延长电池使用寿命，提高系统经济效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，包括系统控制模块，其特征在于，所述系统模块分别连接光伏监控模块、电池组监控模块、通信模块和稳压输出模块，所述光伏监控模块连接太阳能光伏板，电池组监控模块连接电池组，通信模块连接云平台，稳压输出模块连接负载。
2.根据权利要求1所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，其特征在于，所述系统控制模块包括智能控制单元、存储单元、时间单元和按键及显示单元，所述光伏监控模块包括光伏信息采集单元，所述电池组监控模块包括电池信息采集单元，所述通信模块包括通信单元，所述稳压输出模块包括输出侧采集单元，所述智能控制单元分别连接通信单元、存储单元、时间单元、按键及显示单元、光伏信息采集单元、继电器驱动单元、电池信息采集单元和输出侧采集单元，所述继电器驱动单元有2个且分别连接充电执行单元和放电执行单元，所述光伏信息采集单元连接充电输入端，所述电池信息采集单元连接电池组，所述输出侧采集单元连接放电输出端，其中充电输入端、充电执行单元、电池组、放电执行单元和放电输入端依次连接。
3.根据权利要求2所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，其特征在于，所述存储单元包括SRAM存储器和FLASH存储器，所述SRAM存储器和FLASH存储器分别连接智能控制单元的FSMC接口。
4.根据权利要求2所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，其特征在于，所述通信单元包括PHY芯片、RJ45接口、RS232接口、RS485接口、CAN接口以及分别连接RS232接口、RS485接口、CAN接口的3个PCB端子，所述智能控制单元的EMAC0引脚连接PHY芯片，PHY芯片连接RJ45接口，所述智能控制单元的两个UART引脚分别连接RS232接口和RS485接口，所述智能控制单元的CAN引脚连接CAN接口。
5.根据权利要求2所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置，其特征在于，所述智能控制单元还包括JTAG引脚、Reset引脚和RTC引脚，所述JTAG引脚连接CPU处理器，所述Reset引脚连接复位电路，所述RTC引脚与时间单元内部的法拉电容连接。
6.适用于权利要求1-5任一项所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、系统控制模块接收光伏监控模块、电池组监控模块和稳压输出模块所采集的数据参数，所述数据参数包括光伏发电端的电压、电流、温度参数；电池组端的电压、温度状态参数；负载端的工作电压、工作电流参数；
S2、系统控制模块根据每组电池组端的参数计算电池组的SOC；
S3、通过电池组提供的SOC计算获取电池组的SOH；
S4、系统控制模块中的智能控制单元根据步骤S1-S4提供的数据参数以及计算信息结合用电策略生成电池组充放电策略，对系统负载进行供电。
7.根据权利要求6所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：
S101、智能控制单元通过光伏信息采集单元获取光伏发电端的电压、电流、温度参数；
S102、智能控制单元通过电池信息采集单元获得电池组端的电压、温度等状态参数；
S103、智能控制单元通过输出侧采集单元获得所连接的负载的工作电压、工作电流等参数。
8.根据权利要求7所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：
S201、获取电池组当前充放电状态以及温度信息；
S202、获取电池组规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
S203、根据上述步骤获取的数据拟合电池组充放电曲线、温度曲线，计算电池SOC。
9.根据权利要求8所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：
S301、按照一定周期，选择电池组放电时进行SOC计算；
S302、获取电池组规格，可通过远程设置规格或者使用系统默认规格；
S303、通过安时积分法计算电池组放电电量，对应电池组开始放电时SOC和电池组终止放电时SOC；
S304、根据上述步骤获取的数据拟合电池组性能曲线，并辅以温度性能补偿计算电池组的SOH。
10.根据权利要求9所述的一种多支路电池组供电的智能分组管理装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：
S401、判断电池组SOH是否已经低于阈值，如果该电池组SOH低于阈值，则将该电池组排除到正常的充放电策略中，并发出运维告警信息；
S402、根据光伏预期发电量、当前电池组电量、以及负载功率，预估负载有效运行时间，如果预估时间不能满足用电策略的极限时间，则根据用电策略中负载用电优先级，对负载进行断电或间歇性供电；
S403、通过计算获得的光伏发电功率，结合电池组充放电曲线特性，以及电池组SOC、SOH状态，动态调整需要并联充电电池组数量；
S404、根据步骤S403中计算并联充电组数量，在现有可用电池组中进行筛选，确保并联充电的电池组SOC和SOH偏差均在电池组特性允许范围内；如果没有筛选到，则对光伏发电进行功率限制；
S405、根据现有可用电池组的SOC和SOH状态，以及负载功率情况，动态确认电池组对负载进行供电，选择SOH和SOC较好的电池组进行放电，均衡各电池组性能。
CN202111561705.7A 2021-12-20 2021-12-20 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法 Pending CN114123430A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111561705.7A CN114123430A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111561705.7A CN114123430A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114123430A true CN114123430A (zh) 2022-03-01

Family

ID=80361597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111561705.7A Pending CN114123430A (zh) 2021-12-20 2021-12-20 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114123430A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115882090A (zh) * 2023-02-06 2023-03-31 中创新航技术研究中心(深圳)有限公司 电池组的智能化自控实现方法及装置、电池组
CN118399523A (zh) * 2024-03-27 2024-07-26 上海置信能源综合服务有限公司 一种基于云平台的蓄电池远程监测及充放电控制系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106532807A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 山西省交通科学研究院 一种智能型电池充放电控制系统及方法
CN107482752A (zh) * 2017-09-22 2017-12-15 武汉亿维登科技发展有限公司 一种具有高压光伏充电模块的智能供电系统
CN107508303A (zh) * 2017-08-09 2017-12-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种面向微电网的模块化储能装置优化配置及控制方法
US20190036356A1 (en) * 2017-07-31 2019-01-31 Robert Bosch Gmbh Method and System for Estimating Battery Open Cell Voltage, State of Charge, and State of Health During Operation of the Battery
CN109713712A (zh) * 2018-10-10 2019-05-03 北京天势新能源技术有限公司 光储荷智能化管理一体机及光储荷智能化管理方法
CN217307277U (zh) * 2021-12-20 2022-08-26 成都康斯维智慧能源技术有限公司 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106532807A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 山西省交通科学研究院 一种智能型电池充放电控制系统及方法
US20190036356A1 (en) * 2017-07-31 2019-01-31 Robert Bosch Gmbh Method and System for Estimating Battery Open Cell Voltage, State of Charge, and State of Health During Operation of the Battery
CN107508303A (zh) * 2017-08-09 2017-12-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种面向微电网的模块化储能装置优化配置及控制方法
CN107482752A (zh) * 2017-09-22 2017-12-15 武汉亿维登科技发展有限公司 一种具有高压光伏充电模块的智能供电系统
CN109713712A (zh) * 2018-10-10 2019-05-03 北京天势新能源技术有限公司 光储荷智能化管理一体机及光储荷智能化管理方法
CN217307277U (zh) * 2021-12-20 2022-08-26 成都康斯维智慧能源技术有限公司 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115882090A (zh) * 2023-02-06 2023-03-31 中创新航技术研究中心(深圳)有限公司 电池组的智能化自控实现方法及装置、电池组
CN118399523A (zh) * 2024-03-27 2024-07-26 上海置信能源综合服务有限公司 一种基于云平台的蓄电池远程监测及充放电控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855250B2 (en) Systems and methods for series battery charging
Hu et al. Technological developments in batteries: a survey of principal roles, types, and management needs
US9142980B2 (en) Apparatus and method for controlling charge capacity balancing operation of secondary battery cell
US20140111164A1 (en) Battery control device and battery system
CN104617633A (zh) 一种智能电池、一种电量转移总线系统及一种均衡充放电方法
CN105162215A (zh) 一种用于铅酸蓄电池组均衡的分布式电池管理系统及方法
CN114123430A (zh) 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置及控制方法
CN115411809A (zh) 储能系统及电池管理系统的供电控制方法
Kale et al. IoT based battery monitoring system
CN103296324B (zh) 车用动力电池组充电方法
EP4152552A1 (en) Battery charging method and charging and discharging apparatus
CN217307277U (zh) 一种多支路电池组供电的智能分组管理装置
KR102284859B1 (ko) 다수의 충전기 관리가 용이한 그리드 참여형 전기자동차 충전시스템
WO2018157534A1 (zh) 储能电池管理系统的均衡方法、装置、储能电池管理系统
CN111525602A (zh) 储能系统及储能装置
KR101540425B1 (ko) 배터리 관리 장치 어셈블리 및 이에 적용되는 배터리 관리 장치
CN215681813U (zh) 一种并联储能系统
KR20200088524A (ko) 통합커넥터가 구비된 그리드 참여형 전기자동차 충전시스템
JP6678393B2 (ja) 蓄電システム及びその制御方法
JP6913880B2 (ja) 蓄電池検査装置及び蓄電池の製造方法
Budhooram et al. IoT Enabled Grid Storage System
Kumar et al. IoT Based Battery Management System for Electric Vehicle
CN118269752A (zh) 一种电池包、电动汽车及储能系统
CN119030080A (zh) 一种储能系统充电控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination