[发明专利]基于卡尔曼滤波算法的移动储能电站电池管理系统

说明书

技术领域

本发明属于移动储能技术领域，具体涉及一种基于卡尔曼滤波算法的移动储 能电站电池管理系统。

背景技术

储能技术主要用于平抑太阳能光伏发电/风力发电的波动，改善电网对新能 源的吸纳能力，同时兼有部分对电网谷电储能峰值供电作用。考虑兼顾分布式储 能与规模并网的应用，储能系统宜采用模块化组件搭建方式，自下而上主要包含 电池模块、电池管理系统、双向储能变流器、监控保护系统四层构架。其中，电 池管理系统是整个移动储能系统的充放电控制单元，同时兼顾对系统运行参数的 采集，控制系统的安全运行，是移动储能电站不可或缺的一部分。电池管理系统 的均衡技术能够改变不同电池间充放电的电流或充放累计电量，是解决电池成组 一致性差异的关键技术。持续有效的电流均衡和正确的均衡控制策略，能够防止 电池出现一致性差异，在电池成组的使用寿命指标上有决定性的作用。

目前，电池管理系统主要局限于单CAN总线通信，虽然减少了线束的数量和 重量，提高了主控单元与数据采集板之间通信的可靠性，但还存在当CAN总线 出现故障时整个控制管理系统无法进行正常工作的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于卡尔曼滤波算法的移动储能 电站电池管理系统，该系统是基于双CAN总线架构，增加系统冗余性，对增强 系统工作的稳定性和效能，具有积极和现实意义。

本发明的技术方案是：一种基于卡尔曼滤波算法的移动储能电站电池管理系 统，包括：采集板：完成电池组信息的实时采集，并将结果反馈给主控板；主控 板：主控板将采集板上传的各电池组相关数据进行分析、存储并显示，同时对电 池组总体电压电流及当前电量进行测算，并通过冗余CAN总线通信模块对下层 单体电池进行充放电管理和控制；CAN总线通信模块：总个系统的通信媒介，所 述CAN总线通信模块设有2套总线。均衡模块：通过主控板的控制，实现各电池 之间使用量的均衡；

显示模块：连接主控模块，显示模块主要用于提供用户查看系统运行状态数据， 向用户提供报警提示和系统参数设定功能。所述采集板包括微处理器、温度检测 单元、电压检测单元、电流采样单元、充放电控制单元及CAN总线通信接口单元， 微处理器电连接温度检测单元、电压检测单元、电流采样单元、充放电控制单元 及CAN总线通信接口单元。所述电流采样单元采用闭环霍尔电流传感器。所述电 流采样单元和电压采样单元和微处理器之间分别接一个信号调理电路。所述主控 板包括微控制器、电源模块、总电压电流处理模块、剩余电量估算模块以及CAN 通信接口模块，微控制器电连接电源模块、总电压电流处理模块、剩余电量估算 模块以及CAN通信接口模块。所述电源模块的输入前端增加共模滤波器和LC 滤波器。所述CAN总线为屏蔽双绞线。

本发明有如下积极效果：实时监测电池状态，通过检测电池的外特性参数(如 电压、电流、温度等)，采用适当的算法，实现电池内部状态(如容量和SOC等) 的估算和监控，这是电池管理系统有效运行的基础和关键；提出一种基于双CAN 总线冗余设计的锂电池管理系统，增加了锂电池采集板与主控板间通信的可靠性， 为进一步增强系统管理效能提供了基础。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的系统结构图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各 构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原 理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员 对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。