CN115932614B - 一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统 - Google Patents

一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统。所述电池荷电状态检测方法包括：在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；通过锂离子电池的额定电池容量和锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。

Description

一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统
技术领域
本发明提出了一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统，属于锂电池技术领域。
背景技术
在电子设备和自动化运行设备不断进步的技术环境下，锂电池越来越多的使用在各个电子设备和电气设备领域中，但是，锂离子电池的真实荷电状态往往与电池的供电能力不符，需要通过荷电状态检测方式获取锂离子电池的真是荷电情况，然而，现有电池荷电状态检测无法结合电池自身温度实际参数进行电池荷电状态检测，导致电池荷电状态检测准确性较低的问题。
发明内容
本发明提供了一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统，用以解决现有电池荷电状态检测无法结合电池自身温度实际参数进行电池荷电状态检测，导致电池荷电状态检测准确性较低的问题，所采取的技术方案如下：
一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法，所述电池荷电状态检测方法包括：
在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
进一步地，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据，包括：
根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；
在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。
进一步地，所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
进一步地，通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔，包括：
提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
进一步地，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测系统，所述电池荷电状态检测方法对应的电池荷电状态检测系统包括：
实时采集模块，用于在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
时间间隔设置模块，用于通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
荷电状态检测模块，用于按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
进一步地，所述实时采集模块包括：
第一设置模块，用于根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；
电池运行参数采集模块，用于在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。
进一步地，所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
进一步地，所述时间间隔设置模块包括：
提取模块，用于提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
第二设置模块，用于利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
进一步地，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
本发明有益效果：
本发明提出的一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法和系统在进行荷电检测过程中，结合锂离子电池运行过程中的实际温度，通过温度变化规律时时改变温度数据采集时刻获取针对性温度信息，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一温度数据采集时间间隔和荷电检测时间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程图；
图2为本发明所述系统的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提出了一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法，如图1所示，所述电池荷电状态检测方法包括：
S1、在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
S2、通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
S3、按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
其中，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据，包括：
S101、根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；
S102、在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
其中，通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔，包括：
S201、提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
S202、利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
其中，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
上述技术方案的工作原理及效果为：本实施例提出的一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法在进行荷电检测过程中，结合锂离子电池运行过程中的实际温度，通过温度变化规律时时改变温度数据采集时刻获取针对性温度信息，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一温度数据采集时间间隔和荷电检测时间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
同时，通过上述公式获取的温度采集时间间隔通过结合锂离子电池运行时所能承受的温度上限值和锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度的锂离子电池实际运行温度信息，以及，锂离子电池的额定输出电压和锂离子电池运行过程中的实际输出电压的锂离子电池实际运行功能参数信息进行设置，能够有效提高温度采集时间间隔与锂离子电池运行实际情况的匹配性和温度采集时间间隔设置的合理性，结合锂离子电池运行过程中的实际温度，通过温度变化规律时时改变温度数据采集时刻获取针对性温度信息，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一温度数据采集时间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
另一方面，通过上述公式获取的荷电检测时间间隔结合温度采集时间间隔和锂离子电池实际运行过程中的温度变化情况进行设置，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一荷电检测时间间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
本发明的一个实施例，一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测系统，如图2所示，所述电池荷电状态检测方法对应的电池荷电状态检测系统包括：
实时采集模块，用于在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
时间间隔设置模块，用于通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
荷电状态检测模块，用于按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
其中，所述实时采集模块包括：
第一设置模块，用于根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；
电池运行参数采集模块，用于在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。
所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
所述时间间隔设置模块包括：
提取模块，用于提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
第二设置模块，用于利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
其中，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
上述技术方案的工作原理及效果为：本实施例提出的一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测系统在进行荷电检测过程中，结合锂离子电池运行过程中的实际温度，通过温度变化规律时时改变温度数据采集时刻获取针对性温度信息，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一温度数据采集时间间隔和荷电检测时间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
同时，通过上述公式获取的温度采集时间间隔通过结合锂离子电池运行时所能承受的温度上限值和锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度的锂离子电池实际运行温度信息，以及，锂离子电池的额定输出电压和锂离子电池运行过程中的实际输出电压的锂离子电池实际运行功能参数信息进行设置，能够有效提高温度采集时间间隔与锂离子电池运行实际情况的匹配性和温度采集时间间隔设置的合理性，结合锂离子电池运行过程中的实际温度，通过温度变化规律时时改变温度数据采集时刻获取针对性温度信息，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一温度数据采集时间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
另一方面，通过上述公式获取的荷电检测时间间隔结合温度采集时间间隔和锂离子电池实际运行过程中的温度变化情况进行设置，并利用温度数据采集时间间隔进行荷电检测时间间隔设置能够进一步提高荷电检测时刻选取的合理性，进而有效提高荷电检测的准确性。防止统一荷电检测时间间间隔的设置无法根据电池实际运行温度变化情况进行自适应调节，导致无法及时采集到的温度变化异常数据，进而导致荷电状态检测不准确的问题发生。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测方法，其特征在于，所述电池荷电状态检测方法包括：
在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
所述实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据，包括：
根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间隔；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。
2.根据权利要求1所述电池荷电状态检测方法，其特征在于，通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔，包括：
提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
3.根据权利要求2所述电池荷电状态检测方法，其特征在于，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
4.一种锂电池储能系统充放电的电池荷电状态检测系统，其特征在于，所述电池荷电状态检测方法对应的电池荷电状态检测系统包括：
实时采集模块，用于在预设的运行监控时间段内，实时采集锂离子电池运行过程中的运行参数数据；
时间间隔设置模块，用于通过锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔；
荷电状态检测模块，用于按照所述荷电状态检测时间间隔利用所述运行参数数据和扩展卡尔曼滤波器对锂离子电池运行过程中的荷电状态进行计算，获得荷电状态检测结果。
其中，所述实时采集模块包括：
第一设置模块，用于根据锂离子电池的额定输出电压设置锂离子电池的温度采集时间间隔，并根据所述温度采集时间间隔实时采集锂离子电池运行过程中的电池温度参数；所述温度采集时间间隔通过如下模型进行获取：
其中，T表示温度采集时间间隔；W表示锂离子电池运行时所能承受的温度上限值；W0表示锂离子电池的上一次温度采集时的实际温度；V表示锂离子电池的额定输出电压；V0表示锂离子电池运行过程中的实际输出电压；T0表示预设的基础采集时间间隔，T0的取值范围为5s-8s。
电池运行参数采集模块，用于在锂离子电池运行过程中实时采集锂离子电池的输出电压参数和输出电流参数；
其中，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数、输出电压参数和输出电流参数即为锂离子电池运行过程中的运行参数数据。
5.根据权利要求4所述电池荷电状态检测系统，其特征在于，所述时间间隔设置模块包括：
提取模块，用于提取预设的运行监控时间段内，所述锂离子电池运行过程中的电池温度参数变化信息，其中，所述电池温度参数变化信息包括最高温度值和最大温度变化梯度；
第二设置模块，用于利用时间间隔设置模型结合电池温度参数变化信息设置荷电状态检测时间间隔。
6.根据权利要求5所述电池荷电状态检测系统，其特征在于，所述时间间隔设置模型如下：
其中，Tc表示荷电状态检测时间间隔；Wtmax表示锂离子电池运行时出现的最大温度变化梯度；Wmax表示锂离子电池运行时出现的最高温度值；Wt表示锂离子电池运行时的温度变化梯度平均值；W1表示锂离子电池运行时当前温度采集获取的锂离子电池温度值。
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