【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统储能的，尤其涉及一种储能系统用高精度电池电压采集系统及方法。
技术介绍
1、随着新能源发电装机规模不断扩张，新能源发电在电网中的比例越来越高，但由于新能源发电单机容量小、数量多、布点分散，且具有显著的间歇性、波动性、随机性等特征，高比例新能源并网势必对电力系统供需平衡、安全稳定控制等带来前所未有的挑战，而储能系统是调节新能源发电与电力系统供需不平衡的重要电力设施。其中电化学储能具有容量大、响应快等特点，是储能系统重要的发展方向。
2、电池单体电压采集系统是电化学储能系统的基本组成，一般具有实时采集电池单体电压、断线检测、均衡等功能。目前电池单体电压采集系统存在以下缺点：一是电池单体被动均衡时，由于线路阻抗的影响，电池单体电压的采样值会产生5mv以上的偏差；二是均衡回路和采样回路故障检测电路复杂，速度较慢。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种储能系统用高精度电池电压采集系统及方法，能够实时高精度采集电池单体电压，提供采样回路和均衡回路快速准确自检功能。
2、第一方面，本专利技术提供一种储能系统用高精度电池电压采集系统，包括电池模组、均衡回路、采样滤波电路、afe采集模块、控制模块；
3、所述电池模组包括n节串联的电池单体；
4、所述均衡回路包括n个mos管，所述mos管与电池单体一一对应设置，所述mos管用于控制均衡回路的通断；
5、所述采样滤波电路对电池单体电压信号进行滤波；
6、所述afe采集模块通过采样滤波电路获取电池单体电压信号，并分别控制mos管的开通与断开；
7、所述控制模块接收来自afe采集模块的电池单体电压信号，并发出控制指令给afe采集模块，实现对电池模组的电压采集和均衡回路控制。
8、通过采用上述技术方案，afe采集模块通过采样滤波电路获取准确的电池单体电压信号，控制模块接收来自afe采集模块的电池单体电压信号，并判断电池模组中是否存在电压不均衡的情况。如果存在电压不均衡（单体之间压差过大，压差可设置），根据预设的控制算法和逻辑，控制模块发出控制指令给afe采集模块，使afe采集模块控制多个mos管导通，对电池单体电压较高的多路电池单体进行同时放电（同时放电的电池单体数量可设置）。电池单体通过mos管、放电电阻、二极管组成的均衡回路进行放电，实现被动均衡功能。均衡完成后，控制模块发出控制指令给afe采集模块，使afe采集模块控制所有mos管关闭，停止电池单体放电。
9、进一步的，所述电池单体与afe采集模块通过电池单体采样线连接，所述电池单体采样线包括铜线和pcb导线，每条电池单体采样线的等效电阻分别为rf1-rfn。
10、进一步的，所述控制模块连接有eeprom，所述eeprom用于存储电池单体校准误差、电压不均衡压差设置值和均衡放电的最大电池单体数量。
11、通过采用上述技术方案，将校准误差存入eeprom中，在被动均衡过程中用于对电压采样值进行修正，有利于保证进行电池电压采集操作时采样误差精度小于5mv。
12、进一步的，所述电池模组与均衡回路之间设有保险丝，所述保险丝用于断开发生短路故障的均衡回路、采样滤波电路或afe采集模块，从而保护电池模组。
13、通过采用上述技术方案，当均衡回路、采样滤波电路或afe采集模块的采集部分发生短路故障时，电池模组内部对应的电池单体会进行放电，从而对应线路上的保险丝会超过熔断电流而断开，进而保护电压采集系统和电池模组。
14、进一步的，所述采样滤波电路包括电阻和电容组成的一阶rc滤波电路。
15、通过采用上述技术方案，电阻和电容用于进行采样滤波，使afe采集模块获取到更准确的电池单体电压信号。
16、进一步的，所述均衡回路还包括与mos管串联设置的放电电阻与二极管，所述mos管为pmos管，所述mos管的s极与对应电池单体的正极连接，所述mos管的d极与放电电阻的一端连接，所述放电电阻的另一端与二极管的正极连接，所述二极管的负极通过保险丝与对应电池单体的负极连接。
17、第二方面，本专利技术提供一种储能系统用高精度电池电压采集方法，所述电池模组输出n路恒定电压，记录为v1-vn；
18、开启1、3、5……2q-1路均衡回路，对应记录afe采集模块的采集值v1’、v3’、v5’……v2q-1’；
19、开启2、4、6……2q路均衡回路，对应记录afe采集模块的采集值v2’、v4’、v6’……v2q’；
20、所述控制模块计算每一路的校准误差eri：
21、eri=(vi-vi’)/2（1≦i≦n）；
22、将校准误差存入eeprom，用于对被动均衡时的单体电压采样值进行修正。
23、进一步的，记录正常的单体电压采样值vs1-vsn；
24、开启1、3、5……2q-1路均衡回路，对应记录afe采集模块的采集值vs1’、vs3’、vs5’……vs2q-1’；
25、开启2、4、6……2q路均衡回路，对应记录afe采集模块的采集值vs2’、vs4’、vs6’……vs2q’；
26、所述控制模块计算每一路的误差ersi：
27、ersi=vsi-vsi’（1≦i≦n）；
28、若ersi<20mv，则第i路采样回路存在故障，故障包括电池断线、mos管损坏、放电电阻损坏或滤波回路故障。
29、第三方面，本专利技术提供一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述一种储能系统用高精度电池电压采集方法的计算机程序。
30、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述一种储能系统用高精度电池电压采集方法的计算机程序。
31、综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：
32、本专利技术所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，提高了电池被动均衡时电池单体电压的采样值精度；提供了快速准确的采样回路和均衡回路自检功能；能够在均衡回路或采样回路短路故障时主动切除故障点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于，包括：电池模组(1)、均衡回路(3)、采样滤波电路(4)、AFE采集模块(5)、控制模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述电池单体与AFE采集模块(5)通过电池单体采样线(8)连接，所述电池单体采样线(8)包括铜线和PCB导线，每条电池单体采样线(8)的等效电阻分别为RF1-RFn。
3.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述控制模块(6)连接有EEPROM(7)，所述EEPROM(7)用于存储电池单体电压校准误差、电压不均衡压差设置值和均衡放电的最大电池单体数量。
4.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述电池模组(1)与均衡回路(3)之间设有保险丝(2)，所述保险丝(2)用于断开发生短路故障的均衡回路(3)、采样滤波电路(4)或AFE采集模块（5）从而保护电池模组(1)。
5.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述采
6.根据权利要求4所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述均衡回路(3)还包括与MOS管串联设置的放电电阻与二极管，所述MOS管为PMOS管，所述MOS管的S极与对应电池单体的正极连接，所述MOS管的D极与放电电阻的一端连接，所述放电电阻的另一端与二极管的正极连接，所述二极管的负极通过保险丝(2)与对应电池单体的负极连接。
7.一种基于权利要求1所述的储能系统用高精度电池电压采集系统的储能系统用高精度电池电压采集方法，其特征在于：所述电池模组(1)输出n路恒定电压，记录为V1-Vn；
8.根据权利要求7所述的一种储能系统用高精度电池电压采集方法，其特征在于：记录正常的单体电压采样值Vs1-Vsn；
9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求7-8任意一项所述方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求7-8任意一项所述方法的计算机程序。
...【技术特征摘要】
1.一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于，包括：电池模组(1)、均衡回路(3)、采样滤波电路(4)、afe采集模块(5)、控制模块(6)；
2.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述电池单体与afe采集模块(5)通过电池单体采样线(8)连接，所述电池单体采样线(8)包括铜线和pcb导线，每条电池单体采样线(8)的等效电阻分别为rf1-rfn。
3.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述控制模块(6)连接有eeprom(7)，所述eeprom(7)用于存储电池单体电压校准误差、电压不均衡压差设置值和均衡放电的最大电池单体数量。
4.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述电池模组(1)与均衡回路(3)之间设有保险丝(2)，所述保险丝(2)用于断开发生短路故障的均衡回路(3)、采样滤波电路(4)或afe采集模块（5）从而保护电池模组(1)。
5.根据权利要求1所述的一种储能系统用高精度电池电压采集系统，其特征在于：所述采...
【专利技术属性】
技术研发人员：张忠文，刘智全，
申请(专利权)人：云储新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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