CN116345682A - 一种储能系统及其can总线异常故障检测诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能系统及其CAN总线异常故障检测方法,属于储能系统相关技术领域。通过CAN总线分析诊断设备监测储能系统中所有的CAN交互链路,当各层级CAN总线出现某个或某几个总线异常或故障时,CAN总线分析诊断设备通过对应干接点触发故障电气保护停止系统充放电,CAN总线分析诊断设备进行故障录波,存储并将异常或故障信息上报给云服务器,云服务器根据故障报文及故障类别进行诊断后发送到终端运维APP通知,提醒终端运维人员进行智能化运维。本发明可精准定位系统内全部CAN链路层级的异常故障,在储能系统中利用CAN总线分析诊断设备,实时在线监测整个储能系统CAN通讯状况,保障整个储能系统安全稳定运行。

Description

一种储能系统及其CAN总线异常故障检测诊断方法
技术领域
本发明涉及储能系统相关技术领域,具体为一种储能系统及其CAN总线异常故障检测诊断方法。
背景技术
在储能产业链中,储能电池是成本占比最大、壁垒最高的环节,电池的安全性和稳定性是至关重要的。在储能系统中,起着核心作用的BMS电池管理系统对整个电池系统的生命安全保障起着不可或缺的作用。
现今绝大部分储能系统电池管理系统内部、电池与逆变器交互底层通信都是CAN通信。在储能系统中,由于电池簇BMS节点较多,CAN网络拓扑的方式也比较复杂容易导致整个系统的通信故障,导致电池管理系统BMS对电池实时监测、状态统计、在线诊断与预警、充放电与预充控制等受到影响。在这种应用场景对于整个系统随着系统规模增大,在充放电过程中强电磁场干扰、电池组的相互连接以及逆变器等串扰会对CAN总线产生很大信号干扰,同时随着当电池组负载节点过多时,会导致CAN通信产生拥堵发生CAN总线堵塞的情况。因此如何精准定位出整个储能系统内部CAN异常故障所处的链路,对异常链路相关故障问题的诊断,在发生CAN总线异常或故障时按故障等级触发电气保护禁止充放电,避免造成人员安全风险,都是需要从技术层面去思考的关键性问题。
因此,有必要针对在这种应用场景下的储能系统,采用合适的CAN总线异常故障检测方式,进行整个系统CAN通讯链路实时在线异常故障监测。思考并解决如何提供一种储能系统中的CAN总线异常故障检测方法,既能有效对整个系统进行CAN通讯链路实时监测,又可自行诊断分析出故障原因及其关联性告知给运维人员。
发明内容
为解决现有的技术问题。本发明提供了一种储能系统及其CAN总线异常故障检测诊断方法,储能系统包括云服务器、运维终端APP设备、CAN总线分析诊断设备、电池管理系统BMS、电池簇/电池堆、储能变流器PCS,其特征在于,所述电芯簇/堆由至少两个电芯串联或并联组成;所述电池管理系统BMS包括电池堆控制单元BAU、电池簇控制单元BCU、电池模组控制单元BMU。
优选或可选的,所述电池模组控制单元BMU、电池簇控制单元BCU、电池堆管理单元BAU均分别设置有对外的通讯接口,依次分别记作系统内CAN、系统并簇CAN,系统对外CAN。
优选或可选的,所述储能变流器PCS包括DC/AC双向变流器与控制单元;所述储能变流器PCS通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。
优选或可选的,所述储能变流器PCS通过CAN接口与电池管理系统BMS通讯,用于获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
优选或可选的,所述储能变流器PCS还包括输入量检测接口,通过干接点动作关联输入量触发,可实现对储能变流器停机操作,从而禁止充放电,对储能系统在充放电过程中起到保护作用,确保电池运行安全。
优选或可选的,所述CAN总线分析诊断设备具有至少两个独立的CAN总线接口,每路CAN接口都具备分析诊断功能,需要硬件链路挂在需要诊断的CAN总线链路上;所述CAN总线分析诊断设备具有CAN总线故障录波功能,用于记录故障前后的CAN报文及分析结果,记录时间不少于10min。
优选或可选的,所述CAN总线分析诊断设备具备多路干接点,当检测到对应的CAN总线故障如CAN总线关闭则触发干接点动作;所述CAN总线分析诊断设备通过多路干接点串联/并联方式连接到PCS故障停机DI输入口,当某个或某几个CAN链路出现故障时,将触发干接点动作,接入PCS停机DI接口,触发PCS停机动作,通过延时继电器动作接入BMS下电DI接口触发BMS下直流高压电。
优选或可选的,所述云服务器用于接收CAN总线分析诊断设备的实时故障信息通知,云端数据库存储异常故障事件;所述云服务器与所述终端运维APP、云服务器与CAN总线分析诊断设备之间通过网络通讯交互;所述网络通讯交互的方式包括有线网连接、无线网连接、4G连接、WIFI连接的通讯链路模式。
上述储能系统的CAN总线异常故障检测诊断方法,包括以下步骤:
S1:所述CAN总线分析诊断设备实时监控储能系统内的电池管理系统BMS的系统内CAN、系统并簇CAN,系统对外CAN,以及电池管理系统BMS与储能变流器PCS之间的CAN链路;
S2:当S1所述的受监控CAN链路出现异常或故障时,CAN总线分析诊断设备能够通过监测分析诊断结果,进行故障录波,将分析诊断结果信息存储于当前CAN总线分析诊断设备中,同时上报给云服务器;
S3:云服务器根据接收到异常故障分析诊断结果,将异常故障信息以队列的形式存储在云服务器中,同时云服务转发异常故障分析诊断结果给运维终端APP设备;
S4:运维终端APP设备收到云服务器推送的故障分析诊断结果通知人员进行运维工作,同时可以根据通知在远程服务器上查下到具体的详细故障录波数据报文对发生故障前后系统状态进行溯源;
S5:运维终端APP设备用于随时查看服务器中的分层级的CAN总线故障分析诊断历史数据,进行储能系统全生命周期的CAN总线异常故障溯源。
优选或可选的,所述运维终端APP设备为运维人员终端用户使用的APP设备;所述运维终端APP设备与所述云端服务器具备交互功能,运维终端APP设备可获取通过云服务器转发的CAN总线分析诊断设备的实时故障诊断信息。
有益效果:本发明提出了一种储能系统及其CAN总线异常故障检测诊断方法,通过在储能系统中的各层级内建立全方位CAN链路异常故障检测诊断,其故障诊断不依靠储能系统内任何设备,为独立的CAN总线分析诊断设备,与储能系统独立分开,不影响整个储能系统的功能。
通过这种CAN总线异常故障检测诊断方法,本发明可以全方位的多链路层级的进行交叉耦合分析诊断,从BMS多层级CAN链路到BMS与PCS之间交互CAN链路进行耦合分析诊断,可以分析提炼出系统层级CAN异常故障关联性,方便运维人员有效的定位分析解决层级关联故障定位问题。
本发明通过这种CAN总线异常故障检测诊断方法,可以在某个CAN链路层级出现通讯异常故障时,能够精准的定位异常故障所在的链路及其造成异常故障的原因,方便运维人员去精准的定位解决异常故障问题。当某个CAN链路出现异常故障时,内部CAN总线分析诊断设备根据故障等级来动作干接点触发PCS停机信号及BMS下高压电,保障储能系统在正常充放电过程中出现CAN总线异常故障能停止充放电,等待运维人员解决故障问题后才可复位整个储能系统重新运行,提高了整个储能系统的安全性,稳定性和可靠性。
同时,本发明通过CAN总线分析诊断设备与云平台服务器实时通讯交互,可以将储能系统整个全生命周期的CAN总线异常故障信息保存在云平台服务器,通过云平台存储检索可以方便运维人员进行分析诊断提供全生命周期数据溯源支撑。本发明能够克服目前现有储能系统通过系统内的设备故障反馈后定位故障运维的技术缺陷,既能有效对整个系统进行CAN通讯链路实时监测,又可自行诊断分析出故障原因及其关联性告知给运维人员。
附图说明
图1为本发明的储能系统CAN总线异常故障检测诊断系统图;
图2为本发明的储能系统CAN总线异常故障检测方法流程图;
图3为本发明的储能系统触发电气保护流程图;
图4为本发明的储能系统触发电气保护系统概图;
图5为本发明的储能系统CAN总线分析诊断设备及云平台历史异常故障信息存储机制图。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合实施例,对本发明作进一步说明,所述的实施例的示例旨在解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术和反应条件者,可按照本领域内的文献所描述的技术或条件或产品说明书进行。凡未注明厂商的试剂、仪器或设备,均可通过市售获得。
CAN总线分析诊断设备,具备至少两个独立的CAN总线接口,每路CAN接口都具备分析诊断功能,需要硬件链路挂在需要诊断的CAN总线链路上,诊断设备具备CAN总线的报文数据接收、CAN物理层总线模拟信号实时采集、CAN物理层收发器逻辑信号实时采集、CAN总线差分波形解码/分析、CAN收发器逻辑数据解码/分析,CAN信号质量分析等功能能够实时在线监测CAN总线上的异常故障,如CAN总线开路/短路/交叉故障,CAN总线错误干扰、CAN总线主动错误状态、CAN总线被动错误状态以及CAN总线关闭态等异常故障状态。
可能发生的实时故障诊断信息包括CAN总线差分波形解码/分析、CAN收发器逻辑数据解码/分析、CAN信号质量分析、以及CAN总线上CAN总线开路/短路/交叉故障,CAN总线错误干扰、CAN总线主动错误状态、CAN总线被动错误状态以及CAN总线关闭状态等状态信息,故障诊断信息包含以上详细的异常故障类型、异常故障发生的时间、异常故障登记、是否触发保护停机等信息,进一步的实时故障诊断信息以队列的形式存储于云端服务器上,通过云端服务器运维终端APP设备可以进行异常故障信息的溯源。并且,CAN总线分析诊断设备可以通过实时监测储能系统中的各层级的CAN链路的情况,进行故障溯源多层级CAN诊断交叉对比分析,而不仅仅反馈单一某个CAN链路的异常故障情况。
CAN总线分析诊断设备具备多路干接点,通过多路干接点串联/并联方式连接到PCS故障停机DI输入口,当某个或某几个CAN链路出现故障时,将触发干接点动作,接入PCS停机DI接口,触发PCS停机动作,通过延时继电器动作接入BMS下电DI接口触发BMS下直流高压电,保障整个储能系统电气安全,防止在CAN链路出现故障时候,系统进行充放电带来的电气安全事故。
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的储能系统,由3簇电池簇直流母线并联构成的并簇储能电池系统,该储能系统包括一套云服务器、运维终端APP设备、CAN总线分析诊断设备、电池管理系统BMS、电池簇/电池堆、储能变流器PCS;电池管理系统BMS(BatteryManagement System)包括电池堆控制单元BAU(Battery Array Unit)、电池簇控制单元BCU(Battery Cluster Unit)、电池模组控制单元BMU(Battery Module Unit);本实施例的每个电池簇含有一套电池管理系统BMS(含1个电池堆控制单元BAU管理,3个电池簇控制单元BCU、每个电池簇控制器管理1个电池模组控制单元BMU)、一套储能变流器PCS系统,一个CAN总线分析诊断设备,一套云服务器,众多运维终端APP设备。
本实施例的电池模组控制单元BMU作为系统电池模组控制器,用于管理电芯模组采集及均衡控制;电池簇控制单元BCU作为系统电池簇控制器,用于协调管理多个电池模组控制单元BMU;电池堆控制单元BAU作为系统电池堆控制器,用于协调管理多个电池簇控制单元BCU。BMU对外的CAN通讯接口称为BMS系统内CAN,BCU对外的CAN通讯接口称为BMS系统并簇CAN,BAU对外的CAN通讯接口称为BMS系统对外CAN。
本实施例中的储能变流器PCS为在对电池的充电和放电过程进行交直流改变的变换设备,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电,储能变流器PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成,PCS控制器通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节,进一步的,PCS通过CAN接口与BMS通讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
其中储能变流器PCS,对外具备输入量DI检测触发停机接口,该接口触发后可以关联PCS停机操作,可实现对储能变流器停机操作,从而禁止PCS对电池进行充放电,对储能系统在充放电过程中起到保护作用,确保电池运行安全。
其中CAN总线分析诊断设备,进一步的,具备多路独立的CAN总线接口,每路CAN接口都具备分析诊断功能,将储能系统整体分层CAN链路硬件链路挂在需要诊断的CAN总线链路上(包含但不限于BMS系统内CAN、BMS系统并簇CAN、BMS系统对外CAN等CAN链路)。
其中CAN总线分析诊断设备,进一步的,具备多路干接点,每一路CAN总线关联对应一路干接点输出信号,该干接点输出信号为CAN总线异常故障动作信号,优选的,通过多路干接点输出电气电源上串联/并联电气方式连接到PCS故障停机输入量DI接口,及延时继电器连接到BMS总体对下高压输入量DI接口,当某个CAN链路出现故障时,将先触发PCS停机动作,通过延时继电器延时一段时间再触发BMS下高压电动作,保障整个储能系统电气安全,防止在CAN链路出现异常故障时,储能系统进行充放电带来的电气安全事故;
其中CAN总线分析诊断设备,检测诊断功能具备CAN总线的报文数据接收、CAN物理层总线模拟信号实时采集、CAN物理层收发器逻辑信号实时采集、CAN总线差分波形解码/分析、CAN收发器逻辑数据解码/分析,CAN信号质量分析等功能,能够实时在线监测CAN总线上的异常故障,CAN总线开路/短路/交叉故障,CAN总线错误干扰、CAN总线主动错误状态、CAN总线被动错误状态以及CAN总线关闭状态等异常故障状态;
其中CAN总线分析诊断设备,优选的,具备CAN总线故障录波功能,能够对CAN总线异常故障前后的CAN报文及分析诊断记录进行本地化的有效记录,记录时间不少于10min。当CAN总线分析诊断设备检测诊断到某一CAN链路异常或故障时,将异常或故障信息以队列形式如图5所示存储机制,实时存储到本地存储单元,其中存储事件包含异常故障关联分析诊断原因,异常故障链路位置,异常故障发生时间,异常故障录波CAN报文数据,等信息。
云平台服务器与CAN总线分析诊断设备及运维终端APP设备之间的通讯交互为高速实时网络通讯交互,网络通讯交互方式不限于有线/无线网络,4G,WIFI等通讯链路模式;当云平台服务器接收CAN总线分析诊断设备的实时故障信息通知,云端服务器将异常故障事件如图5所示存储机制存储到云端数据库;
运维终端APP设备为运维人员终端用户使用的APP设备,其具备与云端服务器交互功能,能够获取通过云服务器转发的CAN总线分析诊断设备的实时故障诊断信息;
CAN总线分析诊断设备,具备多路干接点,每路干接点分别对应不同通讯检测链路,两者之间关系一一对应,当某个链路上检测到CAN总线故障则则触发对应的干接点输出信号动作;其中CAN实时故障诊断信息包括CAN总线差分波形解码/分析、CAN收发器逻辑数据解码/分析、CAN信号质量分析、以及CAN总线上CAN总线开路/短路/交叉故障,CAN总线错误干扰、CAN总线主动错误状态、CAN总线被动错误状态以及CAN总线关闭状态等状态信息,故障诊断信息包含以上详细的异常故障类型、异常故障发生的时间、异常故障登记、是否触发保护停机等信息,进一步的,这些实时故障诊断信息如图5所示的存储机制,以队列的形式存储于本地端CAN总线分析诊断设备以及云端服务器上循环覆盖存储,本地端存储容量为一天容量,云端服务器根据配置硬盘大小理论上可无限扩展储容量支持整个储能系统全生命周期容量。
其中的CAN总线分析诊断设备可以通过实时监测储能系统中的各层级的CAN链路的情况,可以全方位的多链路层级的进行交叉耦合分析诊断,从BMS各个多层级CAN链路到BMS与PCS之间交互CAN链路进行耦合分析诊断,可以对比分析提炼出系统层级CAN异常故障关联性,而不仅仅反馈单一某个CAN链路的异常故障情况,方便运维人员有效的定位分析解决层级关联故障定位问题。
综上所述,BMS系统对外CAN(BMS与PCS之间交互链路)、BMS系统并簇CAN(3簇电池簇管理单元BCU之间并簇交互链路)、BMS系统内CAN(BMU电池模组管理BMU之间交互链路),以上CAN链路如图1所示的系统图分别接CAN总线诊断设备CH1、CH2、CH3_1、CH3_2、CH3_N(N>2)等CAN检测通道上进行CAN总线检测诊断;
其中储能变流器PCS对外具备输入量DI检测触发停机接口,通过该接口触发动作后可以关联PCS停机操作,可实现对储能变流器停机操作;电池管理系统BMS总体对外具备输入量DI检测接口,通过该接口触发动作后可以关联电池直流侧下电继电器从而实现总压下直流高压操作;
CAN总线分析诊断设备,具备多路干接点,每一路CAN总线关联对应一路干接点输出信号,该干接点输出信号为CAN总线异常故障动作信号,在本实施例中,CH1、CH2、CH3_1、CH3_2、CH3_N(N>2)这些CAN检测通道上分别有对应的干接点输出信号DO_CH1、DO_CH2、DO_CH3_1、DO_CH3_2、DO_CH3_N(N>2),这些干接点输出信号,如图4所示的储能系统触发电气保护系统,当以上CAN链路中的某一个或某几个CAN链路发生异常/故障时(多通道下是并发进行CAN链路异常故障实时判断的),将触发对应CAN通道的干接点输出信号DO信号由常开变为常闭动作。
以上干接点继电器输出都是通过24V电源串联,干接点并联连接,当其中有1路干接点动作都将输出24V给PCS停机输入DI检测信号,从而触发PCS执行停机动作,在该实施例中众多干接点并联输出的信号同时接延时继电器(延时5秒动作),延时时间到,通过24V电源串联输出的信号输入给BMS下电输入DI检测信号,从而触发BMS执行下高压继电器将电池断开直流系统动作。以上电气停机保护流程动作流程如图3所示的储能系统触发电气保护流程图,进行系统级别电气保护逻辑,保障整个储能系统电气安全,防止在CAN链路出现故障时候系统进行充放电带来的电气安全事故。
CAN总线分析诊断设备,运维终端APP设备与云服务器之间通讯采用4G无线网络通讯链路进行通讯交互,当CAN总线分析诊断设备检测到系统有CAN总线异常/故障事件发生,CAN总线分析诊断设备通过无线4G链路将异常故障事件及故障录波信息数据存储到CAN总线分析诊断本地存储,CAN总线分析诊断设备同时通过4G网络通讯以MQTT协议将异常故障信息上报给云平台服务器,云端服务器将异常故障事件存储到云端数据库。其中CAN实时故障诊断信息包括CAN总线差分波形解码/分析、CAN收发器逻辑数据解码/分析、CAN信号质量分析、以及CAN总线上CAN总线开路/短路/交叉故障,CAN总线错误干扰、CAN总线主动错误状态、CAN总线被动错误状态以及CAN总线关闭状态等状态信息,故障诊断信息包含以上详细的异常故障类型、异常故障发生的时间、异常故障等级、是否触发保护停机等信息,这些实时异常故障诊断信息,如图5所示的储能系统CAN总线分析诊断设备及云服务器历史异常故障信息存储机制图,数据将以队列的形式存储于本地端CAN总线分析诊断设备以及云端服务器存储单位中循环覆盖存储,本地端存储容量为一天容量,云端服务器根据云端服务器硬盘容量可无限扩展,理论上存储容量支持整个储能系统全生命周期容量。
其中CAN总线分析诊断设备本地端存储还具备CAN总线故障录波功能,能够对触发CAN总线故障前后的时刻CAN报文及分析记录进行本地化有效记录到CAN总线分析诊断设备本地存储单元中,存储单元如TF卡/U盘/FLASH等存储设备,故障录波记录时间不少于10min。
如图2所示,结合本实施例储能系统的CAN总线异常故障检测诊断方法流程图,包括以下步骤:
S101:CAN总线分析诊断设备实时监控储能系统各层级链路情况如上述实施例中CH1、CH2、CH3_1、CH3_2、CH3_N(N>2)这些CAN链路;
S102:CAN总线分析诊断设备检测到CH1、CH2、CH3_1、CH3_2、CH3_N(N>2)这些CAN链路中的某个或某几个CAN链路发送异常/故障?如全部CAN链路都正常则持续一直监测CAN总线,否则出现CAN链路异常/故障跳转到S103;
S103:CAN总线分析诊断设备如上述电气保护逻辑进行触发对应链路干接点动作进行电气保护策略,如图3及图4所示系统及其逻辑流程图;
S104:CAN总线分析诊断设备如上述将异常/故障事件在此实施例中通过4G通讯链路上传给云平台服务器;
S105:CAN总线分析诊断设备如上述故障录波说明进行故障录波CAN报文,及将异常故障事件及故障录波数据进行本地化存储;
S106:云端服务器根据CAN总线分析诊断设备进行异常/故障事件信息服务器端存储,其存储机制如上述所述存储机制存储;
S107:云端服务器推送故障分析诊断结果给运维终端APP设备通知运维人员进行现场运维;
S108:检测运维终端APP设备是否收到运维人员的历史数据溯源查询指令,未收到则继续等待查询指令,否则跳转到S109;
S109:运维终端APP设备查询溯源数据,则服务器响应查询命令将溯源的信息反馈给运维终端APP设备进行历史数据溯源操作。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种储能系统,所述储能系统包括云服务器、运维终端APP设备、CAN总线分析诊断设备、电池管理系统BMS、电池簇/电池堆、储能变流器PCS,其特征在于,所述电芯簇/堆由至少两个电芯串联或并联组成;所述电池管理系统BMS包括电池堆控制单元BAU、电池簇控制单元BCU、电池模组控制单元BMU。
2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述电池模组控制单元BMU、电池簇控制单元BCU、电池堆控制单元BAU均分别设置有对外的通讯接口,依次分别记作系统内CAN、系统并簇CAN,系统对外CAN。
3.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述储能变流器PCS包括DC/AC双向变流器与控制单元;所述储能变流器PCS通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。
4.根据权利要求3所述的储能系统,其特征在于,所述储能变流器PCS通过CAN接口与电池管理系统BMS通讯,用于获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
5.根据权利要求3所述的储能系统,其特征在于,所述储能变流器PCS还包括输入量检测接口,通过干接点动作关联输入量触发,可实现对储能变流器停机操作,从而禁止充放电,对储能系统在充放电过程中起到保护作用,确保电池运行安全。
6.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述CAN总线分析诊断设备具有至少两个独立的CAN总线接口,每路CAN接口都具备分析诊断功能,需要硬件链路挂在需要诊断的CAN总线链路上;所述CAN总线分析诊断设备具有CAN总线故障录波功能,用于记录故障前后的CAN报文及分析结果,记录时间不少于10min。
7.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述CAN总线分析诊断设备具备多路干接点,当检测到对应的CAN总线故障如CAN总线关闭则触发干接点动作;所述CAN总线分析诊断设备通过多路干接点串联/并联方式连接到PCS故障停机DI输入口,当某个或某几个CAN链路出现故障时,将触发干接点动作,接入PCS停机DI接口,触发PCS停机动作,通过延时继电器动作接入BMS下电DI接口触发BMS下直流高压电。
8.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述云服务器用于接收CAN总线分析诊断设备的实时故障信息通知,云端数据库存储异常故障事件;所述云服务器与所述终端运维APP、云服务器与CAN总线分析诊断设备之间通过网络通讯交互;所述网络通讯交互的方式包括有线网连接、无线网连接、4G连接、WIFI连接的通讯链路模式。
9.根据权利要求1~8所述的储能系统的CAN总线异常故障检测诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:所述CAN总线分析诊断设备实时监控储能系统内的电池管理系统BMS的系统内CAN、系统并簇CAN,系统对外CAN,以及电池管理系统BMS与储能变流器PCS之间的CAN链路;
S2:当S1所述的受监控CAN链路出现异常或故障时,CAN总线分析诊断设备能够通过监测分析诊断结果,进行故障录波,将分析诊断结果信息存储于当前CAN总线分析诊断设备中,同时上报给云服务器;
S3:云服务器根据接收到异常故障分析诊断结果,将异常故障信息以队列的形式存储在云服务器中,同时云服务转发异常故障分析诊断结果给运维终端APP设备;
S4:运维终端APP设备收到云服务器推送的故障分析诊断结果通知人员进行运维工作,同时可以根据通知在远程服务器上查下到具体的详细故障录波数据报文对发生故障前后系统状态进行溯源;
S5:运维终端APP设备用于随时查看服务器中的分层级的CAN总线故障分析诊断历史数据,进行储能系统全生命周期的CAN总线异常故障溯源。
10.根据权利要求1所述的CAN总线异常故障检测诊断方法,其特征在于,所述运维终端APP设备为运维人员终端用户使用的APP设备;所述运维终端APP设备与所述云端服务器具备交互功能,运维终端APP设备可获取通过云服务器转发的CAN总线分析诊断设备的实时故障诊断信息。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742809A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 江苏天合储能有限公司 储能保护装置和储能电池系统
CN117394538A (zh) * 2023-10-25 2024-01-12 江苏智慧优视电子科技有限公司 一种用于储能edr的智能管理系统及方法
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742809A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 江苏天合储能有限公司 储能保护装置和储能电池系统
CN116742809B (zh) * 2023-08-08 2023-10-27 江苏天合储能有限公司 储能保护装置和储能电池系统
CN117394538A (zh) * 2023-10-25 2024-01-12 江苏智慧优视电子科技有限公司 一种用于储能edr的智能管理系统及方法
CN117394538B (zh) * 2023-10-25 2024-04-02 江苏智慧优视电子科技有限公司 一种用于储能edr的智能管理系统及方法
CN117409815A (zh) * 2023-12-13 2024-01-16 深圳海辰储能科技有限公司 储能变流器pcs故障检测方法及相关装置

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