[发明专利]一种液态金属电池的电压监测方法、状态估计方法及装置

说明书

本发明公开了一种液态金属电池的电压监测方法、状态估计方法及检测装置，包括如下步骤：从N个串联的液态金属电池中选出L组第一相邻液态金属电池组，并获得L组第一相邻液态金属电池组的端电压；从N个串联的液态金属电池中选出K组第二相邻液态金属电池组，并获得K组第二相邻液态金属电池组的端电压；将上述L组第一相邻液态金属电池组的端电压和K组第二相邻液态金属电池组的端电压表示为每个液态金属电池电压的和，形成初始电压方程组；将初始电压方程组进行去冗余处理获得系数满秩的电压方程组；根据系数满秩的电压方程组计算获得每个液态金属电池电压。该方法能有效降低低电压、宽平台液态金属电池单体的电压测量误差，提高状态估计精度。

技术领域

本发明涉及二次电池应用技术领域，更具体地，涉及一种液态金属电池的电压监测方法、状态估计方法及装置。

背景技术

大规模储能是有效提高可再生能源发电入网的关键技术。液态金属电池作为新近发展起来的一类电化学储能技术，三层液态结构的设计，采用无机熔盐和液态金属作为电解质和正负极，具有成本低、容量大、效率高、寿命长等特点，在规模储能领域具有广阔的应用前景。然而由于电池单体容量和电压的限制，实际应用中电池单体通过串并联成组实现容量放大和电压提升，电池组单元通过电池管理系统(Battery Management System,BMS)进行统一的能量管理与控制，其主要功能包括：电池物理参数的实时监测，电池的状态估计，在线诊断与预警，充放电控制以及均衡管理和热管理等。这些功能的实现依赖于对电池物理量的精确测量，即电压和电流。对于新型液态金属电池而言，其单体电池电压平台低且宽特性，使得依赖于电压精度的状态估计和均衡控制陷入困难。

在中国发明专利说明书CN106654413A中公开了一种液态金属电池组的多级均衡控制系统和方法，通过主、被动均衡相结合，提高了液态金属电池组均衡效率，也解决了液态金属电池单体电压平台低，主动均衡实施难的问题，但是其被动均衡采用监测电池单体电压进行荷电状态(State of Charge,SOC)估计,并以SOC作为均衡变量，对于液态金属电池而言，单体电池电压平台平坦、数值低(0.9V)，电池电压测量误差对状态估计影响大，因此实际应用中效果不理想。

由于存在上述缺陷与不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，针对液态金属电池低电压、宽平台的特点，设计一种有效减小电压测量误差的拓扑与方法，以提高状态估计和均衡控制的精度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种液态金属电池的电压监测方法、状态估计方法及装置，旨在解决现有的液态金属电池电压由于不能考虑到液态金属电池低电压、宽平台的特点导致的单体电池电压测量误差大，漂移严重的缺陷。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种液态金属电池的电压监测方法，包括如下步骤：

从N个串联的液态金属电池中选出L组第一相邻液态金属电池组，并获得L组第一相邻液态金属电池组的端电压；

从N个串联的液态金属电池中选出K组第二相邻液态金属电池组，并获得K组第二相邻液态金属电池组的端电压；

将上述L组第一相邻液态金属电池组的端电压和K组第二相邻液态金属电池组的端电压表示为每个液态金属电池电压的和，形成初始电压方程组；

将初始电压方程组进行去冗余处理获得系数满秩的电压方程组；

根据系数满秩的电压方程组获得每个液态金属电池电压；

其中，L+K≥N，2≤M≤(N+1)/2，第一相邻液态金属电池组为相邻M节液态金属电池，第二相邻液态金属电池组为相邻M+1节液态金属电池。

优选地，根据公式获得电压方程组；