[发明专利]一种储能装置及故障预测诊断方法

权利要求书

1.一种储能装置，其特征在于，包括依次连接的储能上位机、储能双向变流器和若干个电池管理系统，所述若干个电池管理系统分别并联连接，所述电池管理系统包括高压箱和若干个电池包，所述高压箱和若干个电池包依次串联连接；所述高压箱包括电池控制单元，用于对电池包组的控制和保护、SOC估算以及电气信息的上传；所述电池包包括电池管理单元和多节电池单体，所述电池管理单元用于对电池单体电气信息的采集和上传；所述电池管理单元与电池控制单元通过CAN总线通信连接；所述储能上位机用于对若干个电池管理系统的电气信息的收集、存储、计算和比较，所述储能双向变流器用于控制电池包的充电和放电过程，并进行交流和直流的变换；

所述储能上位机包括：

存储模块，用于存储电池包充放电过程中实时电压信息；

相似度计算模块，用于计算电池包内电池单体的电压信息向量与均值向量的相似度；

一致性故障判断模块，用于根据相似度最大的向量所在的电池包与其他组电池包的一致性最差预测故障电池包，并结合最大相似度大于故障经验阈值，即判断相似度最大的向量所在的电池包为故障电池包；

标准差计算模块，用于计算故障电池包电压信息的标准差；

电池单体故障判断模块，用于根据标准差为极大值点所在向量对应的电池单体判断电池单体故障位置。

2.根据权利要求1所述的一种储能装置，其特征在于，所述电气信息包括电压值、电流值、温度值、SOC值。

3.根据权利要求1或2所述的一种储能装置，其特征在于，所述电池管理单元包括电流采集模块、温度采集模块、电压采集模块、微型处理器和通讯模块，所述电流采集模块、温度采集模块和电压采集模块分别与微型处理器电性连接，所述微型处理器和通讯模块电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种储能装置，其特征在于，所述电池管理单元还包括过流故障判断模块和温度故障判断模块，所述过流故障判断模块和温度故障判断模块分别与所述微型处理器电性连接。

5.根据权利要求3所述的一种储能装置，其特征在于，所述通讯模块用于将采集到的电压信息或电流信息或温度信息上传给储能上位机。

6.根据权利要求1或2所述的一种储能装置，其特征在于，所述若干个电池管理系统通过高压直流母线并联连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种储能装置，其特征在于，所述高压箱还包括熔断器、断路器以及控制装置。

8.根据权利要求1或2所述的一种储能装置，其特征在于，所述储能上位机还包括显示模块，所述显示模块用于实时显示电池单体的电气信息和断路器状态。

9.一种储能装置的故障预测诊断方法，其特征在于，包括：

其步骤包括：

S1：在每一组电池包的充放电过程中，电池管理单元依次实时获得m个电池包中每个电池包的b节电池单体的电压信息αi(i＝1…m)，如[V_1,1,V_1,2,…V_1,b],[V_2,1,V_2,2,…V₂, _b]……[V_m,1,V_m,2,…V_m,b]，并将每一时刻的电压信息上传至储能上位机存储，其中，m和b分别为非零自然数；

S2:对电压信息向量αi(i＝1…m)进行内部排序得到排序后的向量βi(i＝1…m),如[v_1,1,v_1,2,…v_1,b],[v_2,1,v_2,2,…v_2,b]……[v_m,1,v_m,2,…v_m,b]，求出均值向量

S3:求出向量βi(i＝1…m)与均值向量的相似度

S4：对相似度η_i进行排序，相似度η_i最大的向量所在的电池包与其他组电池包的一致性最差，依据此进行一致性故障预测，同时与一致性故障经验阈值进行比较，对于相似度η_i大于经验阈值的向量所在的电池包判定为故障电池包；

S5：储能上位机从数据库中调取故障电池包内在连续时间维度(t₁，t₂，t₃，…，t_k)上的每个电池单体包的电压信息：

S6：计算故障电池包电压信息γ_i的标准差判断标准差为极大值点所在向量对应的电池单体存在故障，由此实现故障定位。