[发明专利]锂电池电能变换控制系统及用于锂电池的故障预警方法

说明书

本发明实施例提供一种锂电池电能变换控制系统及用于锂电池的故障预警方法，属于电池技术领域。锂电池电能变换控制系统包括锂电池；功率变换模块，功率变换模块的一端与锂电池连接，另一端用于与电网连接，功率变换模块还用于在锂电池充放电时进行功率转换，确保锂电池的充放电功能的实现；变频激励模块与锂电池连接，用于输出变频激励信号至锂电池；变换控制模块，分别与锂电池和功率变换模块连接，根据锂电池在接收变频激励信号后对应的阻抗信息控制功率变换模块启停充放电，利用变换控制模块根据锂电池对应的阻抗信息控制功率变换模块启停充放电功能，实现对锂电池充放电功能合理控制，提高储能系统的安全运行水平。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体地涉及一种锂电池电能变换控制系统及用于锂电池的故障预警方法。

背景技术

目前，利用和开发新能源已经发展成为一种重要的趋势，而新能源具有随机性、波动性特点，在新型电力系统的应用中，大量新能源并入电网将给电网带来稳定性问题。电网储能系统可以调节新能源发电的波动性并具有调峰调频能力，成为调节新能源发电的重要装备。锂电池储能系统具有高能量密度、低成本优势，在电力系统储能中得到了规模化应用。但锂电池由于其活泼的化学性能，过充、短路、电气故障等引起的热失控引发的锂电池火灾事故频发，严重影响锂电池储能系统的安全运行和发展。电池故障的监测和保护技术受到研究者的关注。

在电池故障监测方面，目前的方法主要通过获取电池外部数据，并设置相应的比较阈值，通过阈值判断来确定电池健康状况。但该方法仅在电池状况发生较大变化时才能生成预警，电池故障检测的精准度和实时性较低，且现有的锂电池储能系统电能变换系统(Power Converter System,PCS)功能主要是进行功率转换，在故障保护方面具备过压、过流保护功能，但无法在电池故障时作出对应的反应。因此，现有技术还有待改进。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明实施例的目的是提供一种锂电池电能变换控制系统及用于锂电池的故障预警方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种锂电池电能变换控制系统，包括：

锂电池；

功率变换模块，功率变换模块的一端与锂电池连接，功率变换模块的另一端用于与电网连接，功率变换模块还用于在锂电池充放电时进行功率转换；

变频激励模块，与锂电池连接，用于输出变频激励信号至锂电池；

变换控制模块，分别与锂电池和功率变换模块连接，用于根据锂电池在接收变频激励信号后对应的阻抗信息控制功率变换模块启停充放电功能。

在本发明实施例中，变换控制模块包括：

检测预警子模块；

控制子模块；

其中，检测预警子模块分别与锂电池和控制子模块的一端连接，检测预警子模块被配置成：

根据锂电池对应的阻抗信息确定锂电池是否存在故障；

在锂电池存在故障的情况下，输出预警信息至控制子模块；

控制子模块的另一端与功率变换模块连接，控制子模块被配置成：

根据接收到的预警信息控制功率变换模块停止充放电。

在本发明实施例中，检测预警子模块包括：

电流传感器，与锂电池的电池电芯连接，用于检测电池电芯的电流；

电压传感器，与锂电池的电池电芯连接，用于检测电池电芯的电压；以及

故障预警单元，分别与电流传感器和电压传感器连接，用于根据电流和电压确定锂电池对应的阻抗信息，以根据阻抗信息确定锂电池是否存在故障。