[发明专利]单粒子电化学模型计算装置及方法

说明书

本发明提供一种单粒子电化学模型计算装置及方法，所述装置包括：多个电化学计算模块，用于根据储能系统内电池数据计算储能系统内电池内部性能，并输出计算结果；通信模块，与多个电化学计算模块相连，用于向各所述电化学计算模块传入所述储能系统内电池数据并将各所述电化学计算模块输出的计算结果传出；数据转发模块，分别与所述通信模块、储能系统以及云端服务器相连，用于从所述储能系统获取电池数据，将所述电池数据转发给所述通信模块，并将所述通信模块传出的计算结果转发至所述云端服务器。本发明在本地储能电站系统中实现对电池内部电化学状态量的计算，减少电池分析计算时间，实现对电池内部老化精准的分析。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是涉及储能电站的设备技术领域。

背景技术

随着储能电站的商用化普及，对电池组的剩余可用容量估算，电池老化程度及使用寿命预测提出了更准确的要求。目前已知的等效电路法及安时积分法计算电池组剩余可用容量存在一定的误差，且误差会随着时间累积，也无法对电池的老化程度进行准确的预测。

基于锂离子电池电化学状态量的估算，尤其对与电池老化相关的负极表面Li+浓度等电化学状态的精确估算，可确认电池的老化程度，进而优化充电电电流，达到延长电池寿命等效果。但目前大部分的电化学状态量运行于大型服务器或者独立PC端，使用专门的物理建模软件进行开发和测试，当运行或者计算大量的电池数据时，会存在计算周期较长的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单粒子电化学模型计算装置及方法，用于解决现有技术无法有效获取储能电站电池内部性能的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单粒子电化学模型计算装置，包括：多个电化学计算模块，用于根据储能系统内电池数据计算储能系统内电池内部性能，并输出计算结果；通信模块，与多个电化学计算模块相连，用于向各所述电化学计算模块传入所述储能系统内电池数据并将各所述电化学计算模块输出的计算结果传出；数据转发模块，分别与所述通信模块、储能系统以及云端服务器相连，用于从所述储能系统获取电池数据，将所述电池数据转发给所述通信模块，并将所述通信模块传出的计算结果转发至所述云端服务器。

于本发明的一实施例中，各所述电化学计算模块分别配置有单粒子电化学模型算法。

于本发明的一实施例中，各所述电化学计算模块配置于FPGA可编程器件中，以根据储能系统内电池数据多路并行计算储能系统内电池内部性能。

于本发明的一实施例中，所述通信模块配置于所述FPGA可编程器件中；或者配置于与所述FPGA可编程器件相连的ARM芯片中。

于本发明的一实施例中，在所述通信模块配置于与所述FPGA可编程器件相连的ARM 芯片中时，所述通信模块通过AHB总线与所述FPGA可编程器件进行通信。

于本发明的一实施例中，各所述电化学计算模块在接收到所述储能系统的启动指令时，向所述储能系统请求需要计算电池内部性能的电池簇或单体电池所对应的电池数据。

于本发明的一实施例中，所述启动指令由所述云端服务器下发给所述储能系统，或者所述启动指令由所述储能系统生成。

于本发明的一实施例中，所述单粒子电化学模型计算装置嵌入所述储能系统内，并通过所述数据转发模块从所述储能系统的能量管理系统或者电池管理系统获取电池数据。

本发明的实施例还提供一种单粒子电化学模型计算方法，包括：配置多个电化学计算模块，用于根据储能系统内电池数据计算储能系统内电池内部性能，并输出计算结果；配置一通信模块，与多个电化学计算模块相连，用于向各所述电化学计算模块传入所述储能系统内电池数据并将各所述电化学计算模块输出的计算结果传出；配置一数据转发模块，分别与所述通信模块、储能系统以及云端服务器相连，用于从所述储能系统获取电池数据，将所述电池数据转发给所述通信模块，并将所述通信模块传出的计算结果转发至所述云端服务器。