基于分布式能源供给需求的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分布式能源供给需求的控制系统及方法，该系统包括第一确定模块、第二确定模块、启动模块、监测模块、判断模块及调整模块：根据待执行的工步流程及基于工步流程所确定出的、需启动的电源模块的初始数量，从化成/分容设备包括的多个电源模块中启动多个工作电源模块，以进行电芯化成/分容；在电芯化成/分容的过程中，根据监测到的所有工作电源模块的工作电参数，判断是否需要调整电源模块，若是，则调整电源模块。相较于现有的电源模块能源供应方式，不仅智能化地确定出了启动电源模块的初始数量，还在化成/分容过程中自适应调整了电源模块的工作数量，提升了化成/分容设备的能源供应效率，减少了电能损耗，实现节能减碳。实现节能减碳。实现节能减碳。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式能源供给需求的控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及动力电池自动化产线
，尤其涉及一种化成/分容过程中基于分布式能源供给需求的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着动力电池自动化产线的应用，电芯的化成、分容成为能源消耗的大头，如何提高化成、分容的效率也越来越重要。在实际应用中，锂电池的电芯在装配完成后必须充电激活，且电芯的首次充电过程称为化成，用于激活电芯内的活性材料，生成SEI膜（也即：SolidElectrolyte Interface，固体电解质界面膜）。电芯经过化成后还需进行
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分容，分容则是对完成化成后的电芯进行充电、放电，以检测电芯的性能，进而便于按容量对电芯进行分档、配组。
[0003]当前，化成/分容通常是根据预先确定出的工步文件，通过对电源模块的整体控制（如对电源模块进行整体开启/关闭），对多个串联连接的电芯进行充电、放电来实现的，直至完成整个工步文件。然而，通过实践发现，在对电芯进行化成/分容的过程中，电芯充/放电的电流大小将在某个区间进行波动，例如，在0.1C~2C区间，从而根据工步要求的不同，进行相应的调整，但通常存在启动的电源模块的输出功率远高于正常使用功率的情况，对于这种输出功率与正常使用功率不匹配的问题，使得相应的能源供应效率无法达到最佳的效率；此外，在化成/分容的工作过程中，现有的能源供应方式不能根据实际需求，提供最佳的电源模块工作数量。
[0004]总之，现有的能源供应方式不能够自适应启动和调控电源模块的初始数量与工作数量，从而造成整体的能源供应效率低下，不利于提升化成/分容设备的能源供应效率。因此，提出一种在化成/分容过程中基于分布式能源供给需求的控制系统及方法，显得尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于分布式能源供给需求的控制系统及方法，相较于现有的电源模块能源供应方式，不仅能够智能化地确定出启动电源模块的初始数量，还能够在化成/分容过程中自适应调整电源模块的工作数量，提升了化成/分容设备的能源供应效率，减少了电能损耗，实现节能减碳。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种基于分布式能源供给需求的控制方法，所述方法包括：根据预设的工步文件，确定化成/分容设备待执行的工步流程，并根据所述工步流程，确定需要启动的电源模块的初始数量；根据所述工步流程以及所述初始数量，从所述化成/分容设备包括的多个电源模块中，启动与所述初始数量相匹配的多个工作电源模块，以使所述化成/分容设备根据所述工步流程执行电芯化成/分容操作；
在执行所述电芯化成/分容操作的过程中，监测每个所述工作电源模块的工作电参数，并根据所有所述工作电源模块的工作电参数，判断是否需要执行电源模块调整操作；所述电源模块调整操作用于调整所需工作的电源模块的工作数量；当判断结果为是时，执行所述电源模块调整操作。
[0007]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述待执行的工步流程包括恒流充/放电阶段对应的工步流程，或者，包括恒压充/放电阶段对应的工步流程；其中，所述根据所述工步流程，确定需要启动的电源模块的初始数量，包括：确定每个所述电源模块的极限电参数；所述极限电参数包括最大输出电流参数；当所述待执行的工步流程包括所述恒流充/放电阶段对应的工步流程时，确定针对所述恒流充/放电阶段下的充/放电电流需求参数，并根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电流需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量；当所述待执行的工步流程包括所述恒压充/放电阶段对应的工步流程时，确定针对所述恒压充/放电阶段下的充/放电电压需求参数，并根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电压需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量。
[0008]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电压需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量，包括：获取需要化成/分容的目标电芯的极耳电压参数；根据所述极耳电压参数以及所述充/放电电压需求参数，确定所述极耳电压参数与所述充/放电电压需求参数之间的电压差值；根据预设的压差电流映射表以及所述电压差值，从所述压差电流映射表中，确定出所述化成/分容设备所需的启动电流参数；根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述启动电流参数，确定需要启动的电源模块的初始数量。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，每个所述工作电源模块的工作电参数包括该工作电源模块的工作电流参数以及工作电压参数；其中，所述根据所有所述工作电源模块的工作电参数，判断是否需要执行电源模块调整操作，包括：获取预设的所述化成/分容设备的效率曲线，以及所述化成/分容设备的能效需求参数，并根据所述效率曲线以及所述能效需求参数，从所述效率曲线中，确定出所述化成/分容设备对应的目标效率范围；所述化成/分容设备的效率曲线表示所述化成/分容设备的负载率与效率之间的对应关系；根据每个所述工作电源模块的工作电流参数以及对应的工作电压参数，计算所有所述工作电源模块的工作功率参数之和；确定所有所述工作电源模块的最大输出功率参数之和，并根据所述工作功率参数之和与所述最大输出功率参数之和之间的比值，确定所有所述工作电源模块所对应的工作负载率；判断所述工作负载率是否处于所述目标效率范围之内；当判断结果为否时，确定需要执行电源模块调整操作。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述执行所述电源模块调整操作，包括：当所述工作负载率小于所述目标效率范围中的最小负载率时，确定所述化成/分容设备的第一电源模块需求数量，并根据所述初始数量与所述第一电源模块需求数量之间的第一差值参数，对所有所述工作电源模块中与所述第一差值参数相匹配的工作电源模块进行关闭，或者休眠；当所述工作负载率大于所述目标效率范围中的最大负载率时，确定所述化成/分容设备的第二电源模块需求数量，并根据所述第二电源模块需求数量与所述初始数量之间的第二差值参数，从除所有所述工作电源模块之外的所有所述电源模块中，新增启动与所述第二差值参数相匹配的电源模块。
[0011]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，在所述根据预设的工步文件，确定化成/分容设备待执行的工步流程之前，所述方法还包括：获取需要化成/分容的目标电芯的电芯参数；所述目标电芯的电芯参数包括所述目标电芯的电解质类型参数、电极材料类型参数、电芯封装类型参数、隔膜类型参数、电芯注液口状态参数以及测试需求参数中的至少一种；根据所述目标电芯的电芯参数，确定所述目标电芯对应的充/放电需求参数；所述目标电芯对应的充/放电需求参数包括所述目标电芯对应的充/放电需求模式以及针对所述充/放电需求模式下的目标需求参数，所述充/放电需求模式包括恒流充/放电模式和/或恒压充/放电模式，所述目标需求参数包括充/放电时间需求参数、充/放电电路需求参数、充/放电保护需求参数、搁置时间需求参数以及循环需求参数中的至少一种；根据所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式能源供给需求的控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一确定模块，用于根据预设的工步文件，确定化成/分容设备待执行的工步流程；第二确定模块，用于根据所述工步流程，确定需要启动的电源模块的初始数量；启动模块，用于根据所述工步流程以及所述初始数量，从所述化成/分容设备包括的多个电源模块中，启动与所述初始数量相匹配的多个工作电源模块，以使所述化成/分容设备根据所述工步流程执行电芯化成/分容操作；监测模块，用于在执行所述电芯化成/分容操作的过程中，监测每个所述工作电源模块的工作电参数；判断模块，用于根据所有所述工作电源模块的工作电参数，判断是否需要执行电源模块调整操作；所述电源模块调整操作用于调整所需工作的电源模块的工作数量；调整模块，用于当所述判断模块判断结果为是时，执行所述电源模块调整操作。2.根据权利要求1所述的基于分布式能源供给需求的控制系统，其特征在于，所述待执行的工步流程包括恒流充/放电阶段对应的工步流程，或者，包括恒压充/放电阶段对应的工步流程；其中，所述第二确定模块根据所述工步流程，确定需要启动的电源模块的初始数量的方式具体为：确定每个所述电源模块的极限电参数；所述极限电参数包括最大输出电流参数；当所述待执行的工步流程包括所述恒流充/放电阶段对应的工步流程时，确定针对所述恒流充/放电阶段下的充/放电电流需求参数，并根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电流需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量；当所述待执行的工步流程包括所述恒压充/放电阶段对应的工步流程时，确定针对所述恒压充/放电阶段下的充/放电电压需求参数，并根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电压需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量。3.根据权利要求2所述的基于分布式能源供给需求的控制系统，其特征在于，所述第二确定模块根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述充/放电电压需求参数，确定需要启动的电源模块的初始数量的方式具体为：获取需要化成/分容的目标电芯的极耳电压参数；根据所述极耳电压参数以及所述充/放电电压需求参数，确定所述极耳电压参数与所述充/放电电压需求参数之间的电压差值；根据预设的压差电流映射表以及所述电压差值，从所述压差电流映射表中，确定出所述化成/分容设备所需的启动电流参数；根据每个所述电源模块的最大输出电流参数以及所述启动电流参数，确定需要启动的电源模块的初始数量。4.根据权利要求1
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3任一项所述的基于分布式能源供给需求的控制系统，其特征在于，每个所述工作电源模块的工作电参数包括该工作电源模块的工作电流参数以及工作电压参数；其中，所述判断模块根据所有所述工作电源模块的工作电参数，判断是否需要执行电源模块调整操作的方式具体为：获取预设的所述化成/分容设备的效率曲线，以及所述化成/分容设备的能效需求参
数，并根据所述效率曲线以及所述能效需求参数，从所述效率曲线中，确定出所述化成/分容设备对应的目标效率范围；所述化成/分容设备的效率曲线表示所述化成/分容设备的负载率与效率之间的对应关系；根据每个所述工作电源模块的工作电流参数以及对应的工作电压参数，计算所有所述工作电源模块的工作功率参数之和；确定所有所述工作电源模块的最大输出功率参数之和，并根据所述工作功率参数之和与所述最大输出功率参数之和之间的比值，确定所有所述工作电源模块所对应的工作负载率；判断所述工作负载率是否处于所述目标效率范围之内；当判断结果为否时，确定需要执行电源模块调整操作。5.根据权利要求4所述的基于分布式能源供给需求的控制系统，其特征在于，所述调整模块执行所述电源模块调整操作的方式具体为：当所述工作负载率小于所述目标效率范围中的最小负载率时，确定所述化...

【专利技术属性】
技术研发人员：华麟，李浩，陈燚平，彭春华，李东升，
申请(专利权)人：深圳和润达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：