一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法技术

本发明专利技术公开了一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，通过BMS运行校准程序，在电池充放电时对电池的SOC进行校准，该方法包括如下：充电校正步骤：首先判断是否启动充电校正，若是，判断是否满足充电截止条件，若满足，计算充电开始至充电截止时间段内充电电量Ec，计算SOC值，若计算的SOC不等于100％，则将SOC置为100％；放电校正步骤：首先判断是否满足放电校正启动条件，若满足，判断放电是否截止，若是，计算放电开始至放电结束时间段内放电电量Ed，计算此时SOC值，若计算得到的SOC值不等于0，则将SOC置为0。本发明专利技术的优点在于：在充放电换接对SOC进行在线校正，不需要人工定期校准，不仅提高SOC的测量精度，也大大减少了锌溴电池系统的维护工作量。

On line calibration method of SOC for zinc bromine flow battery

The invention discloses an on-line calibration method for SOC zinc bromine flow battery, run through the BMS calibration procedure, in the battery charge and discharge of the battery SOC calibration, the method comprises the following steps: charging correction: whether to start charging correction, if the judge, first determine whether meet the charging cut-off conditions, if met, to calculate the charge charge cutoff time charging power Ec, calculate the SOC value, if the calculated SOC is not equal to 100%, then SOC is set to 100%; discharge correction steps: first to determine whether they meet the discharge correction start condition, if satisfied, determine whether the discharge cut-off, if so, to calculate the discharge end of discharge time in discharging Ed, calculate the SOC value, if the calculated SOC value is not equal to 0, then SOC is set to 0. The invention has the advantages that the on-line correction of the SOC is performed on charging, discharging and switching, and manual calibration is not needed, so as to not only improve the measuring accuracy of the SOC, but also greatly reduce the maintenance workload of the zinc bromine battery system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法
本专利技术涉及电池管理领域，特别涉及锌溴液流电池的SOC在线校准方法。
技术介绍
SOC，是英文荷电状态(StateofCharge)的缩写，是反映储能电池剩余容量的一个重要参数，其数值上定义为电池剩余容量占电池容量的比值，用百分数表示。这个参量不是直接测量出来的，而是通过间接量计算出的，是对剩余电量的预估，由于电池所能放出的容量要受放电率、电池的温度、电池充放电循环次数、自放电率、电池使用时间等诸多因素的影响,因此表示电池容量状态很难准确计算，甚至有人用到了“估算”这个词，估算的精度是一般在10％左右(国家标准规定的SOC精度为不大于10％)。估算有多种算法，常用的一种算法是通过对电池在充电或放电时的电量积分来估计电池的，并根据电池的温度、放电率对SOC值进行补偿，但问题是在估计电池SOC时通常未对电池的自然老化和循环次数进行补偿，因此得到的SOC估计存在较大的误差，并会随着时间的推移其误差越来越大，为了消除这种误差，每隔一段时间就要对SOC进行一次离线校准，校准的方法为：(1)将电池完全放空；(2)再给电池以恒功率充电满电至截止；(3)再将电池完全放电放空；在此过程中需要外接电能表以计量充满电时的电能Ec和电池放空时的电能Ed,反复三次，以Ec来校准SOC＝100，以Ed来校淮SOC＝0。这个校准过程只能离线进行，还要受现场应用环境的约束，所以只能间隔一段时间进行，少则一个月多则一年，因为在校对结束后需要把新的参数写入到电池管理系统(BCS)中去，所以这个校准过程只能由专业人员进行。现有校准过程离线进行的，它有如下缺点：(1)离线进行现有校准过程为了得到Ec和Ed，需要接入第三方电能计量仪表，只能离线进行；(2)有时间间隔离线校准一般在实验室进行，已投入运行的电池受现场应用环境的约束，不可能经常进行校准，只能间隔一段时间进行，这个间隔少则一个月多则一年；(3)SOC精度受校准间隔的长短影响因校准有时间间隔，SOC的测量精度受随校准间隔的长短影响，间隔越长精度越低,为了保证精度在10％以内，就要缩减校准间隔，缩短校准周期则增加电池的维护工作量；(4)校准过程只能由专业人员进行在校准结束后需要把新的参数用专用工具写入到电池控制系统(BCS)中去，所以这个校准过程只能由专业人员进行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，利用锌溴电池能100％深度充放电的技术特性，借助于锌溴电池在工作过程中的每一次能放空电量的机会实现自动校准，这个校准过程是在线的且随时可以进行，不仅提高SOC的测量精度，也大大减少了锌溴电池系统的维护工作量。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，通过电池管理系统BMS运行校准程序，在电池充放电时对电池的SOC进行校准，该方法包括充电校正步骤和放电校正步骤，充电校正步骤：首先判断是否启动充电校正，若是，判断是否满足充电截止条件，若满足，计算充电开始至充电截止时间段内充电电量Ec，计算SOC值，若计算的SOC不等于100％，则将SOC置为100％；放电校正步骤：首先判断是否满足放电校正启动条件，若满足，判断放电是否截止，若是，计算放电开始至放电结束时间段内放电电量Ed，计算此时SOC值，若计算得到的SOC值不等于0，则将SOC置为0。计算充电开始至充电截止时间段内的充电量Ec的方法为：在满足充电校正后，检测充电电流，对充电电流积分计算出Ec，Ec计算公式为：其中：i(τ)实时电流值，ηc为库伦效率，t为充电开始至充电截止的时间。在充电校正步骤中，记录计算的SOC值与100％之间的偏差值，在偏差值大于设定偏差时，发出警示信号。启动充电校正的条件为：电池处于充电状态且电池由SOC为0时开始充电。充电校正步骤中，在计算的SOC不等于100％时，将电池的总容量Cn置为Ec。判断充电截止的方法为：充电电流在设定的时间内连续小于截止电流0.1A。启动放电校正的条件为：电池处于放电状态且放电起始时SOC值为100％。判断放电截止的条件为：电池端电压在设定的时间内连续小于放电截止电压。放电校正步骤中，在计算的SOC不等于0时，将Cn置为Ed。在达到放电截止条件后，循环记录放电次数，放电次数加1并保存在BMS中。所述的Ed的计算方法为：检测放电电流，对放电电流积分得出放电电量Ed，Ed的计算公式为其中，T为放电开始至放电截止的时间。在放电矫正步骤和充电校正步骤中，检测放电温度和充电温度，根据放电温度和充电温度得出温度校正系数，对计算得到的Ed和Ec进行校正，其校正方法为将计算的Ed和Ec乘以相对应的温度校正系数后作为校正后的充电电量Ec和放电电量Ed。本专利技术的优点在于：利用锌溴电池能100％深度充放电的技术特性，借助于锌溴电池在工作过程中的每一次能放空电量的机会实现自动校准，无须额外硬件，通过BMS中的BCU实现该方法即可，这个校准过程是在线的且随时可以进行。解决了现有技术中需要定期校准环节，不仅提高SOC的测量精度，也大大减少了锌溴电池系统的维护工作量。附图说明下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本专利技术校准方法的硬件组成原理图；图2为本专利技术SOC在线校正方法流程图；具体实施方式下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1所示，为BMS电池管理系统的框图，本实施例通过BMS系统采用本专利技术校正方法即可显示不需要外加硬件组成。BMS系统包括电流采集、电压采集、温度采集等采集模块，BMS系统中的主控制器为BCU，校正方法步骤有BCU执行，BCU同时连接有用于显示SOC的显示单元。如图2所示，为BCU执行的校正程序的方法流程图，该方法通过电池管理系统BMS运行校准程序，在电池充放电时对电池的SOC进行校准。校准包括两个步骤：充电校正步骤和放电校正步骤，首先判断是否启动充电校正步骤，启动充电校正步骤的条件是电池处于充电状态且电池由SOC为0时开始充电。若未处于充电状态或者不是SOC由0开始充电的，均不启动充电校正步骤。在启动充电校正步骤后，检测充电电流、计算充电开始至充电截止时间段内充电电量Ec，判断是否充电截止，若充电截止则可以计算出充电开始至充电截止的时间t，进而计算出时间t内的充电电量Ec；根据电量Ec可以求出计算得到的SOC值，若SOC值等于100％，则说明此时BMS系统对于荷电量SOC的检测是准确的不需要校正，此时不进行校正操作；若此时计算的SOC值不等于100％，记录下计算的SOC值与100％之间的偏差值，将BMS中SOC值置为100％。由于充电校正步骤是由电池放空开始充电即SOC由0开始充电，那么充电电量Ec即为电池的总的容量，通过Ec校正电池的容量Cn，将Ec的值替换给Cn，Cn更新容量。在充电量Ec的计算上，其中一种实施方式为通过电流积分法，电流积分法，通过实时检测充电过程中的电流数据，来计算充电开始至充电截止时间段内的充电电量，其计算公式为：其中：i(τ)实时电流值，ηc为库伦效率，t为充电开始至充电截止的时间。在充电开始和充电截止的这段时间内，实时检测电流的变化以电流积分方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，其特征在于：通过电池管理系统BMS运行校准程序，在电池充放电时对电池的SOC进行校准，该方法包括充电校正步骤和放电校正步骤，充电校正步骤：首先判断是否启动充电校正，若是，判断是否满足充电截止条件，若满足，计算充电开始至充电截止时间段内充电电量Ec，计算SOC值，若计算的SOC不等于100％，则将SOC置为100％；放电校正步骤：首先判断是否满足放电校正启动条件，若满足，判断放电是否截止，若是，计算放电开始至放电结束时间段内放电电量Ed，计算此时SOC值，若计算得到的SOC值不等于0，则将SOC置为0。

【技术特征摘要】
1.一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，其特征在于：通过电池管理系统BMS运行校准程序，在电池充放电时对电池的SOC进行校准，该方法包括充电校正步骤和放电校正步骤，充电校正步骤：首先判断是否启动充电校正，若是，判断是否满足充电截止条件，若满足，计算充电开始至充电截止时间段内充电电量Ec，计算SOC值，若计算的SOC不等于100％，则将SOC置为100％；放电校正步骤：首先判断是否满足放电校正启动条件，若满足，判断放电是否截止，若是，计算放电开始至放电结束时间段内放电电量Ed，计算此时SOC值，若计算得到的SOC值不等于0，则将SOC置为0。2.如权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，其特征在于：计算充电开始至充电截止时间段内的充电量Ec的方法为：在满足充电校正后，检测充电电流，对充电电流积分计算出Ec，Ec计算公式为：其中：i(τ)实时电流值，ηc为库伦效率，t为充电开始至充电截止的时间。3.如权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池的SOC在线校准方法，其特征在于：在充电校正步骤中，记录计算的SOC值与100％之间的偏差值，在偏差值大于设定偏差时，发出警示信号。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦小州，杨波，冯先进，殷俊，张红瑾，史培森，侯幽明，许云超，
申请(专利权)人：安徽美能储能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34