[发明专利]一种基于嵌入式芯片的全钒液流电池管理系统

权利要求书

1.一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，包括主控单元、信号采集电路、电源转换电路、逆变器、继电器控制模块、显示模块、光纤通信模块和故障报警模块，

所述主控单元的核心控制器为型号为STM32的嵌入式芯片，所述信号采集电路、显示模块、光纤通信模块和故障报警模块与所述主控单元电连接；所述信号采集电路用于采集全钒液电池的电压信号、电流信号以及温度信号后发送给所述主控单元；所述电源转换电路用于将系统电源转换为低压直流电为系统供电，所述逆变器用于将系统电源进行逆变转换后为钒电池中的循环泵供电，所述继电器控制模块的输入端与主控单元的输出端连接，输出端分别与所述循环泵和系统电源的控制端连接；所述主控单元通过所述光纤通信模块与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述信号采集电路包括按钮、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器和温度传感器，霍尔电压传感器用于直接监测钒电池的两端电压，电流传感器直接套在电池的供电线路上，用于采集钒电池的电流信号，温度传感器放置钒电池侧，用于钒电池测量温度。

3.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述温度传感器型号为DS18B20。

4.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述电源转换电路包括第一电源转换模块和第二电源转换模块，所述第一电源转换模块用于将48V直流电压的系统电源转换为24V直流电压后给所述主控模块的继电器控制模块内的继电器供电，所述第二电源转换模块用于将24V直流电压转换为5V直流电压后给所述信号采集电路供电。

5.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括多个独立设置的光耦TLP250，所述主控模块的输出端分别通过一个光耦TLP250与所述继电器控制模块的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述主控模块用于根据信号采集电路的采集信号，发送控制信号至继电器控制模块控制循环泵的启停，还用于在系统启动完成后将系统电源从备用电池切换为钒电池，以及用于系统的故障检测、显示、SOC估计和校准。

7.根据权利要求1所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述主控模块根据信号采集电路的采集信号，发送控制信号至继电器控制模块控制循环泵的启停的方法为：控制钒电池的充电过程为三段恒压充电，放电过程为恒功率放电。

8.根据权利要求7所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，充电时，所述主控模块控制循环泵的启停的具体步骤为：

S101、判断电流I是否大于等于快慢充分界电流值I₀，若是，进入快充，转入步骤S102，若否，转入步骤S103；

S102、判断U大于等于第一阈值电压U1，若是，进入步骤S103，若否，返回步骤S101；

S103、判断U是否大于等于第二阈值电压U2，若是，进入步骤S104，若否，返回步骤S101；

S104、涓流充电，并检测电压U是否大于等于过保护阈值电压U0，若是，停泵，若否，继续执行步骤S104；

放电时，所述主控模块控制循环泵的启停的具体步骤为：

S201、开始放电；

S202、判断电压U是否大于等于放电阈值电压U3，若是，则进入步骤S203，若否，则停泵；

S203、判断电流I是否大于等于快慢充分界电流值I0，若是，则继续放电，若否，则返回步骤S202。

9.根据权利要求8所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述过保护阈值电压U0为60V，所述快慢充分界电流值I0为35A，所述第一阈值电压U1为58+0.03I，所述第二阈值电压U2为59V+0.03I，所述放电阈值电压U3为42V。

10.根据权利要求8所述的一种全钒液流电池管理系统，其特征在于，所述主控模块还用于判断电池的状态，其判断方法为：判断是否满足电流I>0且电压低于过保护阈值电压，若满足，则判定为充电状态；否则，继续判断电压U是否大于过保护阈值电压，若大于，则停泵，否则，判定为放电状态。