一种分布式储能电池管理系统技术方案

本发明专利技术涉及新能源锂电池储能相关领域，具体为一种分布式储能电池管理系统，本发明专利技术通过采用多种判定策略，不单单依靠设定温度阈值，建立温度矩阵，方差矩阵，微分矩阵，结合电池SOC

【技术实现步骤摘要】
一种分布式储能电池管理系统


[0001]本专利技术涉及新能源锂电池储能相关领域，具体为一种分布式储能电池管理系统。

技术介绍

[0002]能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，是国民经济、国家安全和实现可持续发展的重要基石。随着人类社会的发展，人类对能源的需求日益增加，但是生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，近几年这一矛盾更加严峻。目前，我国已成为世界能源生产和消费大国，我国对能源的需求在持续增长，因此，调整能源结构已迫在眉睫：一方面要开发新能源来满足需求，另一方面我们要合理有效地利用可再生能源。
[0003]随着国家对新能源行业的政策倾斜，锂电池及BMS系统被大量应用在诸多领域。储能行业国家标准中要求，其中锂离子电池包括有三元电池和铁锂电池等电池，主要用于储能、工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车等领域的动力电池，同时电池组上一般安装有BMS保护系统，BMS分布管理系统一般安装在电池组某一个空间的位置，用于过压、过流、高温、过充、过放、短路等情况下保护电池的装置，但市场现有的BMS功能不强大、产品可靠性差、不方便在线升级、不能扩展、通用性不强，满足不了产品的需求，电池组内电芯间平局温差最高不得高于5℃，现有大多数电池仅在箱体开通风孔，用风扇散热，无法针对特定位置电池精确控温，且设计的成本极高，产品很难立足市场，针对上述的一些问题，设计了一种分布式储能电池管理系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种分布式储能电池管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种分布式储能电池管理系统，包括储能电池、电压稳定检测模块、电池单体电压检测模块、检测电压转换模块、电池温度检测模块、数据信息接收模块、MCU控制模块、电池散热风机控制模块、电流检测模块和总开关模块，所述数据信息接收模块一端连接有MCU控制模块，所述数据信息接收模块另一端连接有用于检测储能电池中各电池电压均衡性的电压稳定检测模块、用于检测储能电池电芯电压的电池单体电压检测模块、用于将检测的均衡性电压模拟信号和电芯电压模拟信号转换成数字信号的检测电压转换模块和用于检测储能电池温度的电池温度检测模块，所述储能电池依次串联连接有电流检测模块和总开关模块。
[0006]优选的，所述MCU控制模块与储能电池一端之间连接有用于控制电池散热风扇工作的电池散热风机控制模块。
[0007]优选的，所述MCU控制模块具体控制电池散热风机控制模块的步骤为：步骤S1、电池温度检测模块采集储能电池中多路温度数据，根据温度采样点的分布状况，将温度数据按矩阵形式存储，称为温度矩阵；
步骤S2、步骤S1中温度矩阵反应储能电池内温度的分布情况，其数值反映温度极值，为获得电池箱内温度的离散程度，根据温度矩阵求得方差矩阵；步骤S3、为了提前预测储能电池温度变化，预防出现过热电池，取步骤S1中温度矩阵与历史值的微分值构成微分矩阵；步骤S4、对步骤S1的温度矩阵、步骤S2的方差矩阵和步骤S3的微分矩阵设定相应的阈值，阈值之下不进行加权；步骤S5、对步骤S4中各阀值的加权值采用指数加权的方式叠加，构成加权矩阵；步骤S6、将步骤S5中的加权矩阵通过矩阵的曾广映射为控制可调风扇转速的映射矩阵；步骤S7、将步骤S7中的映射矩阵通过PID算法和多路复用驱动器控制电池散热风机控制模块对散热风扇的转速大小进行调节。
[0008]优选的，所述步骤S3中提前预测电池温度变化，其在储能电池在充电和放电末期，电压变化较为剧烈，同时储能电池温度变化也较为剧烈，即引入电池SOC
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OCV曲线，判断储能电池充放电末期，提高权重增加进风量。
[0009]优选的，所述MCU控制模块连接有多个用于储能电池（1）间串联通讯的CAN/RS485通讯接口。
[0010]优选的，所述MCU控制模块连接有用于与计算机连接通讯的RS232通讯接口。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采用多种判定策略，不单单依靠设定温度阈值，建立温度矩阵，方差矩阵，微分矩阵，结合电池SOC
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OCV曲线，对电池发热状况预先判定，制定映射矩阵，并根据映射矩阵通过PID算法，自动控制不同区域的储能电池散热风扇的转速，当储能电池温度过高时，整个系统通过总开关模块自动切断电源，保证整个系统的安全；储能电池通过通信线连接即可，实现对储能电池过流、高温、过充、过放、短路等保护，同时当储能电池规格或数量发生变化时，只需拔掉或增加相关的通信连接线即可，无需更换新的管理系统，提高了通用性和方便性，且电路精简、操作简单，大大降低了研发和制造成本。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的系统结构示意图。
[0013]图中：1、储能电池；2、电压稳定检测模块；3、电池单体电压检测模块；4、检测电压转换模块；5、电池温度检测模块；6、数据信息接收模块；7、MCU控制模块；8、电池散热风机控制模块；9、电流检测模块；10、总开关模块。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种分布式储能电池管理系统，包括储能电池1、电压稳定检测模块2、电池单体电压检测模块3、检测电压转换模块4、电池温度检测
模块5、数据信息接收模块6、MCU控制模块7、电池散热风机控制模块8、电流检测模块9和总开关模块10，数据信息接收模块6一端连接有MCU控制模块7，数据信息接收模块6另一端连接有用于检测储能电池1中各电池电压均衡性的电压稳定检测模块2、用于检测储能电池1电芯电压的电池单体电压检测模块3、用于将检测的均衡性电压模拟信号和电芯电压模拟信号转换成数字信号的检测电压转换模块4和用于检测储能电池1温度的电池温度检测模块5，储能电池1依次串联连接有电流检测模块9和总开关模块10。
[0016]进一步的，MCU控制模块7与储能电池1一端之间连接有用于控制电池散热风扇工作的电池散热风机控制模块8。
[0017]进一步的，MCU控制模块7具体控制电池散热风机控制模块8的步骤为：步骤S1、电池温度检测模块5采集储能电池1中多路温度数据，根据温度采样点的分布状况，将温度数据按矩阵形式存储，称为温度矩阵；步骤S2、步骤S1中温度矩阵反应储能电池1内温度的分布情况，其数值反映温度极值，为获得电池箱内温度的离散程度，根据温度矩阵求得方差矩阵；步骤S3、为了提前预测储能电池1温度变化，预防出现过热电池，取步骤S1中温度矩阵与历史值的微分值构成微分矩阵；步骤S4、对步骤S1的温度矩阵、步骤S2的方差矩阵和步骤S3的微分矩阵设定相应的阈值，阈值之下不进行加权；步骤S5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式储能电池管理系统，包括储能电池（1）、电压稳定检测模块（2）、电池单体电压检测模块（3）、检测电压转换模块（4）、电池温度检测模块（5）、数据信息接收模块（6）、MCU控制模块（7）、电池散热风机控制模块（8）、电流检测模块（9）和总开关模块（10），其特征在于：所述数据信息接收模块（6）一端连接有MCU控制模块（7），所述数据信息接收模块（6）另一端连接有用于检测储能电池（1）中各电池电压均衡性的电压稳定检测模块（2）、用于检测储能电池（1）电芯电压的电池单体电压检测模块（3）、用于将检测的均衡性电压模拟信号和电芯电压模拟信号转换成数字信号的检测电压转换模块（4）和用于检测储能电池（1）温度的电池温度检测模块（5），所述储能电池（1）依次串联连接有电流检测模块（9）和总开关模块（10）。2.根据权利要求1所述的一种分布式储能电池管理系统，其特征在于：所述MCU控制模块（7）与储能电池（1）一端之间连接有用于控制电池散热风扇工作的电池散热风机控制模块（8）。3.根据权利要求2所述的一种分布式储能电池管理系统，其特征在于：所述MCU控制模块（7）具体控制电池散热风机控制模块（8）的步骤为：步骤S1、电池温度检测模块（5）采集储能电池（1）中多路温度数据，根据温度采样点的分布状况，将温度数据按矩阵形式存储，称为温度矩阵；步骤S2、步骤S1中温度矩阵反应储能电池（1）内温度的分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，荆祎，王一强，郑奇军，王永来，焦璐璐，
申请(专利权)人：南京澳博工业智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：