CN114629905B - 一种基于云端数据的储能系统sop优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置,包括:电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,并上传至云平台,实时数据包括单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;电池管理系统根据实时数据计算单体电芯的SOP值;云平台基于电池管理系统历史上传的单体电芯的历史数据,判断是否需要对单体电芯的SOP值进行优化计算。本发明由电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
Description
技术领域
本发明涉及高速通信及云存储技术领域,尤其是涉及一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置。
背景技术
在储能业务快速发展的背景下,储能产品的保有量将急剧增加,细微的失效将在实际应用中得到放大;在整个储能系统中,电池包是极为重要的部件,除了对电芯产品的质量要求高,电池管理系统BMS中相关的逻辑算法也将直接影响电池包的使用寿命以及安全性。
现有储能系统的SOP,是基于BMS实时采集到温度和单体电压及SOH,结合电芯厂提供的出厂SOP map表(出厂SOP值记录表)插值计算得到,主要缺陷是:板载储能系统主控板上的板载BMS数据有限,无法准确预估因电芯个体差异而导致的老化差异,进而导致SOP的计算存在偏差,潜在过充过放失效工况,影响电芯的寿命及其它安全隐患。
因此,如何优化各单体电芯的SOP差异化计算,逐渐成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置,能优化各电芯的SOP差异化计算。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,包括步骤:
S1、电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,并上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;
S2、所述电池管理系统根据所述实时数据计算所述单体电芯的SOP值;
S3、所述云平台基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算。
为了解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案为:
一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置,包括电池管理系统和云平台;
所述电池管理系统用于实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,根据所述实时数据计算所述单体电芯的SOP值,并将所述实时数据上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;
所述云平台用于基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算。
本发明的有益效果在于:本发明提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置,由储能系统的电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法的整体流程图;
图2为本发明实施例的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法中储能系统的组成原理框图;
图3为本发明实施例的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法中的具体流程图;
图4为本发明实施例的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法中的SOP优化计算判断流程;
图5为本发明实施例的另一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法中的SOP优化计算判断流程;
图6为本发明实施例的一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置的结构示意图。
标号说明:
1、一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置;2、电池管理系统;3、云平台。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
在此之前,对本发明中涉及到的英文缩写和专业名词等进行如下说明:
BMS:Battery Management System,电池管理系统;
SOC:State Of Charge,荷电状态;
SOH:State Of Health,电池健康状态;
SOP:State Of Power,充放电功率状态;
MQTT:Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议;
TCP/IP:Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议。
请参照图1至图4,一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,包括步骤:
S1、电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,并上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;
S2、所述电池管理系统根据所述实时数据计算所述单体电芯的SOP值;
S3、所述云平台基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算。
由上述描述可知,本发明的有益效果在于:由储能系统的电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
进一步地,所述步骤S1之前还包括步骤:
S0、在主控板的外置存储器上预设一地址空间,用于存储各所述单体电芯的出厂SOP map表及其远程修改标志位,并建立所述电池管理系统和所述主控板之间的通信协议,所述电池管理系统通过所述通信协议获取出厂SOP map表,所述外置存储器为带电可擦可编程只读存储器。
由上述描述可知,通过在储能系统的外置存储器上划分地址空间以预存出厂SOPmap表,便于电池管理系统直接根据出厂SOP map表查询计算SOP值,同时设置远程修改标志位,当进行SOP优化计算后云平台便可通过远程修改标志位修改出厂SOP map表中对应的SOP值,更新出厂SOP map表。
进一步地,所述步骤S2具体为:
所述电池管理系统根据所述单体电芯的当前温度与SOC值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的充放电功率,根据所述单体电芯的当前SOH值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的SOP衰减系数,将所述充放电功率乘以所述SOP衰减系数后得到SOP值。
由上述描述可知,SOP值(即充放电功率)可由电芯的SOC值/温度表直接得到,但由于电芯使用过程中其健康状态会有所衰减,即存在SOP衰减系数,因此需要将查表得到的充放电功率乘以SOP衰减系数,确保计算的SOP值的准确。
进一步地,所述步骤S3具体为:
S31、所述云平台调用各所述单体电芯在一预设时间段内的所述历史数据,并捕捉在所述预设时间段内的静置数据;
S32、所述云平台根据所述静置数据对应的静置时间段,计算出各所述单体电芯在各个静置时间段的静置压差变化率,若所述静置压差变化率大于标定阈值,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算,所述标定阈值为所述单体电芯的每月自放电率。
由上述描述可知,通过静置压差变化率,判断各单体电芯的差异性,从而根据差异性决定是否需要对查表计算得到的电芯的SOP值再进行优化计算,确保对电芯的SOP优化评估的准确性。
进一步地,所述步骤S31还包括:
所述静置数据的静置判断方法为:
若所述单体电芯在半小时内处于下电状态且电流小于1A,则该时间段为所述静置时间段。
由上述描述可知,静置数据需要在电芯下电至少下电半小时且电流小于1A,保证静置数据的合理性,进一步确保对电芯的SOP优化评估的准确性。
进一步地,所述步骤S3具体为:
S31、所述电池管理系统将计算得到的所述单体电芯的SOP值上传至所述云平台;
S32、所述云平台基于存储的所述历史数据,根据所述历史数据计算得到另一个SOP值,并与所述电池管理系统上传的SOP值进行比对,若两者的差值大于所述云平台计算得到的SOP值的5%,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,所述电池管理系统将出厂SOP map表上对应的SOP值修改为所述云平台计算得到的SOP值,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算。
由上述描述可知,由于板载电池管理系统内存有限,存储的电芯历史数据较少,仅能通过当前存储的出厂SOP map查值计算SOP,无法达到对各电芯的SOP差异化计算,因此通过在云平台存储的大量历史数据,也可以对各电芯的SOP进行计算得到更为精准的SOP值,通过比对板载电池管理系统和云平台两者计算的SOP值,根据两组数据之间的出入决定是否对板载计算所得的SOP值进行优化,更进一步确保了对电芯的SOP优化评估的准确性。
进一步地,所述步骤S3之后还包括步骤:
S4、若所述电池管理系统接收到所述云平台发送的所述SOP远程优化计算指令,则所述电池管理系统对所述单体电芯的状态进行二次确认,具体为:
判断所述单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差,若是则进行SOP值的优化计算得到优化SOP值,否则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值;
若所述电池管理系统未接收到所述云平台发送的所述SOP远程优化计算指令,则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值。
由上述描述可知,通过对电芯状态的二次确认最终决定是否需要优化计算SOP值,防止误触发SOP优化计算,进一步确保对电芯的SOP优化评估的准确性。
进一步地,所述步骤S4中判断所述单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOPmap表中8%SOC所对应的静态压差,还包括:
若无法根据出厂SOP map表中得到判断结果,则根据所述单体电芯的两组静置数据计算得到两组所述静置压差变化率,若两组所述静置压差变化率的差值超过预设的所述单体电芯的每月自放电率时,则进行SOP优化计算得到优化SOP值,否则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值,预设的所述单体电芯的每月自放电率为2~5%。
由上述描述可知,对于无法直接根据出厂SOP map表得到的电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差的电芯SOP计算值,可以通过另一种方式,即两组静置压差变化率的差值的比对来判断是否需要对SOP值进行优化计算,以完善二次确认。
进一步地,所述步骤S4中进行SOP优化计算得到优化SOP值,具体为:
对所述单体电芯的SOP值进行SOP限功率、充放电重新标定或调低充电截止电压,得到优化SOP值;
所述SOP限功率为对整个SOP值进行缩小;
所述充放电重新标定为所述云平台基于存储的所述历史数据重新计算得到新的SOP值,替换出厂SOP map表中对应的SOP值,重新生成新的SOP map表并下发给所述电池管理系统;
所述调低充电截止电压为调整所述单体电芯的满充电压截止点;
所述步骤S4之后还包括:
对进行了SOP值优化计算的所述单体电芯进行标记。
由上述描述可知,通过SOP限功率、充放电重新标定或调低充电截止电压实现对SOP值的优化计算,同时对进行了SOP值优化计算的电芯进行标记,确保后续可以精确追溯。
请参照图5,一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置,包括电池管理系统和云平台;
所述电池管理系统用于实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,根据所述实时数据计算所述单体电芯的SOP值,并将所述实时数据上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;
所述云平台用于基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算。
由上述描述可知,本发明的有益效果在于:基于同一技术构思,配合上述的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置,由储能系统的电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
本发明提供的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法及装置,适用于评估储能系统中各电芯的老化差异,实现对各电芯的SOP差异化计算,以下结合具体实施例进行说明。
请参照图1,本发明的实施例一为:
一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,如图1所示,包括步骤:
S1、电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,并上传至云平台,实时数据包括单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;
S2、电池管理系统根据实时数据计算单体电芯的SOP值;
S3、云平台基于电池管理系统历史上传的单体电芯的历史数据,判断是否需要对单体电芯的SOP值进行优化计算。
即在本实施例中,由储能系统的电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
请参照图2至图4,本发明的实施例二为:
一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,在上述实施例一的基础上,本实施例所采用的储能系统的组成原理框图如图2所示,除了上述实施例一中涉及到的电池管理系统BMS和云平台,还包括有各单体电芯组成的电池包、能量管理系统EMS、主控板、交直流逆变器PCS、充电源和负载。其中电池包为本实施例的被控对象,除了包含有各单体电芯外,还有在各单体电芯上设置的温度传感器、电流/电压传感器、继电器及线束等;电池管理系统BMS会根据各单体电芯上设置的各种传感器等信号采集设备采集到的单体电芯的电压、电流、温度等实时数据估算单体电芯的相关状态,例如SOC值、SOH值等,并控制各单体电芯执行充放电操作,还通过CAN或RS485通讯的方式将采集到的实时数据传输到云平台和能量管理系统EMS,前者用于在云端存储单体电芯的各种历史数据,后者用于实现对单体电芯的实时监控;主控板则是设置在储能系统中的核心控制器,可不局限于该命名,主控板可以接收储能系统中各设备的数据、控制和保护整个储能系统,把电池管理系统发送过来的数据透明传输至云平台上,并且可以接收云平台发送过来的指令并解析给电池管理系统,实现对各单体电芯的SOP优化计算;交直流逆变器PCS通过交直流的相互逆变,实现整个储能系统的充放电;而负载和充电源则可以简单理解为需要储能系统供电以进行工作的用电设备和可为储能系统充电的日常电网;最后,云平台则包含用于存储数据的介质、数据处理以及与能量管理系统、电池管理系统互相通信的通信协议(包含但不局限于MQTT、TCP/IP协议等),实现数据的传输,包含上传和下发,通过下发可实现对各设备的OTA(Over-the-AirTechnology,空中下载技术)远程刷新。
基于上述储能系统的组成框架,结合图3及图4,在本实施例中,步骤S1之前还包括步骤:
S0、在主控板的外置存储器上预设一地址空间,用于存储各单体电芯的出厂SOPmap表及其远程修改标志位,并建立电池管理系统和主控板之间的通信协议,电池管理系统通过通信协议获取出厂SOP map表,外置存储器为带电可擦可编程只读存储器。
即在本实施例中,在板载的电池管理系统的开发初期,需要将涉及到SOP计算相关的变量存放在外置的可擦可编程只读存储器的特定位置上,并定制板载电池管理系统和主控板之间专用的通信协议。例如在本实施例中,主控板和电池管理系统BMS之间采用CAN总线进行通讯,则设定电池管理系统BMS的CAN ID为0x100,主控板的CAN ID为0x200,则BMS与主控板之间的多帧报文的握手协议参考表1:
表1:
则电池管理系统与主控板之间的通信源码如下:
CAN ID
0x200 22 01 01//要求更新电池SOP模块的配置
0x100 01 22 01//第一个字节01代表BMS通过逻辑判断目前可以进行SOP配置更新,若为00表示条件不满足
CAN ID//紧急上述报文
0x200 36 01 FF FF FF FF FF FF//下发电池SOP的第一包配置数据,BMS更新SOP模块特定保存位置
0x100 01 36 01//第一个字节01代表BMS通过逻辑判断目前可以进行SOP配置更新,若为00表示条件不满足
0x200 36N FF FF FF FF FF FF//下发电池SOP的第N包配置数据,BMS更新SOP模块特定保存位置
0x100 01 36N//第一个字节01代表BMS通过逻辑判断目前可以进行SOP配置更新,若为00表示条件不满足。
即通过在储能系统的外置存储器上划分地址空间以预存出厂SOP map表,便于电池管理系统直接根据出厂SOP map表查询计算SOP值,同时设置远程修改标志位,当进行SOP优化计算后云平台便可通过远程修改标志位修改出厂SOP map表中对应的SOP值,更新出厂SOP map表。
在本实施例中,步骤S2具体为:
电池管理系统根据单体电芯的当前温度与SOC值查询出厂SOP map表中单体电芯对应的充放电功率,根据单体电芯的当前SOH值查询出厂SOP map表中单体电芯对应的SOP衰减系数,将充放电功率乘以SOP衰减系数后得到SOP值。例如,在本实施例中,下表2为电芯厂提供的某种电芯基于SOC值与温度的SOP表格:
表2:
表3为电芯厂提供的某种电芯的SOP与SOH之间的关系表:
表3:
SOH | 1 | 0.95 | 0.9 | 0.85 | 0.8 |
SOP比例系数 | 1 | 0.93 | 0.88 | 0.82 | 0.75 |
即在本实施例中,SOP值(充放电功率)可由电芯的SOC值/温度表直接得到,但由于电芯使用过程中其健康状态会有所衰减,即存在SOP衰减系数,因此需要将查表得到的充放电功率乘以SOP衰减系数,确保计算的SOP值的准确。
其中,在本实施例中,如图4所示,步骤S3具体为:
S31、云平台调用各单体电芯在一预设时间段内的历史数据,并捕捉在预设时间段内的静置数据,其中静置数据的静置判断方法为:
若单体电芯在半小时内处于下电状态且电流小于1A,则该时间段为静置时间段。
S32、云平台根据静置数据对应的静置时间段,计算出各单体电芯在各个静置时间段的静置压差变化率,若静置压差变化率大于标定阈值,则云平台向电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,否则无需对单体电芯进行SOP优化计算,标定阈值为单体电芯的每月自放电率。
例如以t1和t2时刻为例,假设t2-t1≥0.5h,则t1~t2期间是一个静置时间段,若根据每月自放电率设置标定阈值为A,在t1~t2这段时间内,单体电芯的|(Ut2-Ut1)/(t2-t1)|≥A,则判断需要对该单体电芯的SOP值进行优化计算。在一些实施例中,电池的自放电率为每月2-5%,标定阈值例如可以设定为3%。
即通过静置压差变化率,判断各单体电芯的差异性,从而根据差异性决定是否需要对查表计算得到的电芯的SOP值再进行优化计算,确保对电芯的SOP优化评估的准确性;同时,即静置数据需要在电芯下电至少下电半小时且电流小于1A,保证静置数据的合理性,进一步确保对电芯的SOP优化评估的准确性。
另外,在本实施例中,步骤S3还采用另一种方法,如图5所示:
S31、电池管理系统BMS将计算得到的单体电芯的SOP值上传至云平台。
S32、云平台基于存储的历史数据,根据历史数据计算得到另一个SOP值,并与电池管理系统上传的SOP值进行比对,若两者的差值大于云平台计算得到的SOP值的5%,则云平台向电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,电池管理系统将出厂SOP map表上对应的SOP值修改为云端计算得到的SOP值,否则无需对单体电芯进行SOP值优化计算。
由于在本实施例中,板载电池管理系统内存有限,存储的电芯历史数据较少,仅能通过当前存储的出厂SOP map查值计算SOP,无法达到对各电芯的SOP差异化计算,因此通过在云平台存储的大量历史数据,也可以对各电芯的SOP进行计算得到更为精准的SOP值,通过比对板载电池管理系统和云平台两者计算的SOP值,根据两组数据之间的出入决定是否对板载计算所得的SOP值进行优化,更进一步确保了对电芯的SOP优化评估的准确性。
在本实施例中,步骤S3之后还包括步骤:
S4、若电池管理系统接收到云平台发送的SOP远程优化计算指令,则电池管理系统对单体电芯的状态进行二次确认,具体为:
判断单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差,若是则进行SOP值的优化计算得到优化SOP值,否则直接将步骤S2中计算得到的SOP值作为单体电芯的优化SOP值;
若电池管理系统未接收到云平台发送的SOP远程优化计算指令,则直接将步骤S2中计算得到的SOP值作为单体电芯的优化SOP值。
即在本实施例中,电池管理系统在接收到云平台下发的SOP远程优化计算指令时,可以先把出厂SOP map表的数据备份起来,通过静态压差对单体电芯进行二次确认最终决定是否需要优化计算SOP值,防止误触发SOP优化计算,进一步确保对电芯的SOP优化评估的准确性。
另外,在本实施例中,上述步骤S4中判断单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差,还包括:
若无法根据出厂SOP map表中得到判断结果,则根据单体电芯的两组静置数据计算得到两组静置压差变化率,若两组静置压差变化率的差值超过预设的单体电芯的每月自放电率时,则进行SOP优化计算得到优化SOP值,否则直接将步骤S2中计算得到的SOP值作为单体电芯的优化SOP值,预设的单体电芯的每月自放电率为2~5%。
即对于无法直接根据出厂SOP map表得到的电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差的电芯SOP计算值,可以通过另一种方式,即两组静置压差变化率的差值的比对来判断是否需要对SOP值进行优化计算,以完善二次确认。
其中,上述步骤S4中进行SOP优化计算得到优化SOP值,具体为:
对单体电芯的SOP值进行SOP限功率、充放电重新标定或调低充电截止电压,得到优化SOP值。
其中,SOP限功率为对整个SOP值进行缩小,比如设置一个可标定的变量系数K,目的在于防止电芯过放过充;充放电重新标定为云平台基于存储的历史数据重新计算得到新的SOP值,替换出厂SOP map表中对应的SOP值,重新生成新的SOP map表并下发给电池管理系统,和SOP限功率类似,目的在于防止电芯过充过放,达到增加电芯的寿命和防止热失控的效果;调低充电截止电压为调整单体电芯的满充电压截止点,也能有效保护电芯,增加电芯的寿命,解决电芯存在一致性的问题。
另外,步骤S4之后还包括:
对进行了SOP值优化计算的单体电芯进行标记。
即在本实施例中,通过SOP限功率、充放电重新标定或调低充电截止电压实现对SOP值优化计算,同时对进行了SOP值优化计算的单体电芯进行标记,确保后续可以精确追溯。
请参照图6,本发明的实施例三为;
在上述实施例一或实施例二的基础上,提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置1,如图6所示,包括电池管理系统2和云平台3。
其中,电池管理系统2用于实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,根据实时数据计算单体电芯的SOP值,并将实时数据上传至云平台3,实时数据包括单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值;云平台3用于基于电池管理系统2历史上传的单体电芯的历史数据,判断是否需要对单体电芯的SOP值进行优化计算。
即在本实施例中,配合上述实施例一或实施例二的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,提供一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置,由储能系统的电池管理系统实时采集电池包内各单体电芯的电流、电压、静态压差、温度、SOC值和SOH值等实时数据,计算各单体电芯的SOP值,并基于云端存储的单体电芯的历史数据评估是否需要对SOP值进行优化计算,从而实现各单体电芯的SOP差异化计算,达到准确评估储能系统各单体电芯的老化差异。
综上所述,本发明提供的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,具有以下有益效果:
1、加强了电芯的安全波保护,通过SOP优化计算防止因电芯个体的差异而导致过充过放的情况,增加整个电池包的寿命,并实现储能系统安全保护的目的;
2、具有双重保护机制,板载的电池管理系统的SOP计算逻辑已完成各种失效模式评估和响应措施,增加云平台的SOP远程优化计算,可以进一步对电芯进行保护,减少出现失控的几率;
3、在云平台对电芯进行远程的SOP优化评估的筛查过程中,可以提前发现有问题的电芯,从而能够提前通知客户需要对该问题电芯进行及时维护,避免问题发生后客户进行维权和投诉;
4、具有一定的扩展性,后续可以通过云平台修改电池管理系统的相关配置。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,其特征在于,包括步骤:
S1、电池管理系统实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,并上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、荷电状态SOC值和电池健康状态SOH值;
S2、所述电池管理系统根据所述实时数据计算所述单体电芯的充放电功率状态SOP值;
S3、所述云平台基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算;
所述步骤S1之前还包括步骤:
S0、在主控板的外置存储器上预设一地址空间,用于存储各所述单体电芯的出厂SOPmap表及其远程修改标志位,并建立所述电池管理系统和所述主控板之间的通信协议,所述电池管理系统通过所述通信协议获取出厂SOP map表,所述外置存储器为带电可擦可编程只读存储器;
所述步骤S2具体为:
所述电池管理系统根据所述单体电芯的当前温度与SOC值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的充放电功率,根据所述单体电芯的当前SOH值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的SOP衰减系数,将所述充放电功率乘以所述SOP衰减系数后得到SOP值;
所述步骤S3具体为:
S31、所述云平台调用各所述单体电芯在一预设时间段内的所述历史数据,并捕捉在所述预设时间段内的静置数据;
S32、所述云平台根据所述静置数据对应的静置时间段,计算出各所述单体电芯在各个静置时间段的静置压差变化率,若所述静置压差变化率大于标定阈值,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算,所述标定阈值为所述单体电芯的每月自放电率;
或,
所述步骤S3具体为:
S31、所述电池管理系统将计算得到的所述单体电芯的SOP值上传至所述云平台;
S32、所述云平台基于存储的所述历史数据,根据所述历史数据计算得到另一个SOP值,并与所述电池管理系统上传的SOP值进行比对,若两者的差值大于所述云平台计算得到的SOP值的5%,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,所述电池管理系统将出厂SOP map表上对应的SOP值修改为所述云平台计算得到的SOP值,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,其特征在于,所述步骤S31还包括:
所述静置数据的静置判断方法为:
若所述单体电芯在半小时内处于下电状态且电流小于1A,则该时间段为所述静置时间段。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,其特征在于,所述步骤S3之后还包括步骤:
S4、若所述电池管理系统接收到所述云平台发送的所述SOP远程优化计算指令,则所述电池管理系统对所述单体电芯的状态进行二次确认,具体为:
判断所述单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差,若是则进行SOP值的优化计算得到优化SOP值,否则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值;
若所述电池管理系统未接收到所述云平台发送的所述SOP远程优化计算指令,则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值。
4.根据权利要求3所述的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,其特征在于,所述步骤S4中判断所述单体电芯当前的静态压差是否大于出厂SOP map表中8%SOC所对应的静态压差,还包括:
若无法根据出厂SOP map表中得到判断结果,则根据所述单体电芯的两组静置数据计算得到两组所述静置压差变化率,若两组所述静置压差变化率的差值超过预设的所述单体电芯的每月自放电率时,则进行SOP优化计算得到优化SOP值,否则直接将所述步骤S2中计算得到的SOP值作为所述单体电芯的优化SOP值,预设的所述单体电芯的每月自放电率为2~5%。
5.根据权利要求4所述的一种基于云端数据的储能系统SOP优化方法,其特征在于,所述步骤S4中进行SOP优化计算得到优化SOP值,具体为:
对所述单体电芯的SOP值进行SOP限功率、充放电重新标定或调低充电截止电压,得到优化SOP值;
所述SOP限功率为对整个SOP值进行缩小;
所述充放电重新标定为所述云平台基于存储的所述历史数据重新计算得到新的SOP值,替换出厂SOP map表中对应的SOP值,重新生成新的SOP map表并下发给所述电池管理系统;
所述调低充电截止电压为调整所述单体电芯的满充电压截止点;
所述步骤S4之后还包括:
对进行了SOP值优化计算的所述单体电芯进行标记。
6.一种基于云端数据的储能系统SOP优化装置,其特征在于,包括电池管理系统和云平台;
所述电池管理系统用于实时采集电池包中各单体电芯的实时数据,根据所述实时数据计算所述单体电芯的充放电功率状态SOP值,并将所述实时数据上传至云平台,所述实时数据包括所述单体电芯当前的电流、电压、静态压差、温度、荷电状态SOC值和电池健康状态SOH值;
所述云平台用于基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算;
还包括一地址空间,所述地址空间预设在主控板的外置存储器上,用于存储各所述单体电芯的出厂SOP map表及其远程修改标志位,并建立所述电池管理系统和所述主控板之间的通信协议,所述电池管理系统通过所述通信协议获取出厂SOP map表,所述外置存储器为带电可擦可编程只读存储器;
所述电池管理系统根据所述实时数据计算所述单体电芯的充放电功率状态SOP值,具体为:
所述电池管理系统根据所述单体电芯的当前温度与SOC值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的充放电功率,根据所述单体电芯的当前SOH值查询出厂SOP map表中所述单体电芯对应的SOP衰减系数,将所述充放电功率乘以所述SOP衰减系数后得到SOP值;
所述云平台基于所述电池管理系统历史上传的所述单体电芯的历史数据,判断是否需要对所述单体电芯的SOP值进行优化计算,具体为:
所述云平台调用各所述单体电芯在一预设时间段内的所述历史数据,并捕捉在所述预设时间段内的静置数据;所述云平台根据所述静置数据对应的静置时间段,计算出各所述单体电芯在各个静置时间段的静置压差变化率,若所述静置压差变化率大于标定阈值,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算,所述标定阈值为所述单体电芯的每月自放电率;
或,
所述云平台基于存储的所述历史数据,根据所述历史数据计算得到另一个SOP值,并与所述电池管理系统上传的SOP值进行比对,若两者的差值大于所述云平台计算得到的SOP值的5%,则所述云平台向所述电池管理系统发送SOP远程优化计算指令,所述电池管理系统将出厂SOP map表上对应的SOP值修改为所述云平台计算得到的SOP值,否则无需对所述单体电芯进行SOP优化计算。
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