[发明专利]一种基于单体蓄电池动态监测均衡装置以及控制方法

摘要

本发明属于蓄电池储能技术领域，具体涉及一种基于单体蓄电池动态监测均衡装置以及控制方法。充分利用微电子技术发展成果，采用高性价比的嵌入式微处理器构成的蓄电池单体监测模块，实现单体蓄电池的动态动态监测，并且创新设计了每一个单体蓄电池可以独立接入蓄电池组串以外的直流移多补少电能均衡电量充放电辅助储能系统，同时可以对蓄电池组串中的多个任意的单体蓄电池进行均衡，保证了均衡的有效性。本发明安装方便、省去了长短不齐的众多信号采集线束，增强了储能系统的可靠性，不仅大幅提升了监测精度，也提高了监测过程中的一致性，节省了现场的大量人力物力，缩短了安装调试的宝贵时间，取得了显著的技术效果。

主权项

1.一种基于单体蓄电池动态监测均衡装置以及控制方法，主要包括：蓄电池单体信号监测模块(1)、正极电压信号采集传感器(2)、负极电压信号采集传感器(3)、温度信号采集传感器(4)、电流信号采集传感器(5)、蓄电池主体(6)、单体蓄电池正极接线柱(7)、单体蓄电池负极接线柱(8)、均衡电量充放电蓄电池正极连接端子(9)、均衡电量充放电蓄电池负极连接端子(10)、均衡电量充放电模块接入的正极接线柱(11)、均衡电量充放电模块接入的负极接线柱(12)、通信接口(13)、外接通信链路(14)、上位管理控制机(15)、电能均衡电量充放电辅助储能系统(16)、电能均衡正极直流母线(17)、电能均衡负极直流母线(18)、单体蓄电池正极与相邻单体蓄电池连线(19)、单体蓄电池负极与相邻单体蓄电池连线(20)，其中：蓄电池单体信号监测模块(1)连接正极电压信号采集传感器(2)，并由正极电压信号采集传感器(2)连接单体蓄电池正极接线柱(7)，构成正极电压信号采集链路；蓄电池单体信号监测模块(1)连接负极电压信号采集传感器(3)，并由负极电压信号采集传感器(3)连接单体蓄电池负极接线柱(8)，构成负极电压信号采集链路；蓄电池单体信号监测模块(1)连接温度信号采集传感器(4)，并由温度信号采集传感器(4)连接单体蓄电池负极接线柱(8)，构成蓄电池温度信号采集链路；蓄电池单体信号监测模块(1)连接电流信号采集传感器(5)，并由电流信号采集传感器(5)连接单体蓄电池正极接线柱(7)或蓄电池组串中的两个相邻单体蓄电池正负极串联的连线上，构成蓄电池电流信号采集链路；蓄电池单体信号监测模块(1)通过通信接口(13)连接外接通信链路(14)并由外接通信链路(14)与上位管理控制机(15)连接，构成蓄电池单体信号监测模块(1)与上位管理控制机(15)交互信息的通信链路；蓄电池主体(6)与单体蓄电池正极接线柱(7)和单体蓄电池负极接线柱(8)连接，构成单体蓄电池；蓄电池主体(6)通过单体蓄电池正极接线柱(7)连接均衡电量充放电蓄电池正极连接端子(9)并由均衡电量充放电蓄电池正极连接端子(9)通过蓄电池单体信号监测模块(1)的均衡电量充放电模块接入的正极接线柱(11)连接电能均衡电量充放电辅助储能系统(16)的电能均衡正极直流母线(17)，构成单体蓄电池接入蓄电池组串以外的直流移多补少电能均衡电量充放电辅助储能系统的正极直流电力路径；蓄电池主体(6)通过单体蓄电池负极接线柱(8)连接均衡电量充放电蓄电池负极连接端子(10)并由均衡电量充放电蓄电池负极连接端子(10)通过蓄电池单体信号监测模块(1)的均衡电量充放电模块接入的负极接线柱(12)连接电能均衡电量充放电辅助储能系统(16)的电能均衡负极直流母线(18)，构成单体蓄电池接入蓄电池组串以外的直流移多补少电能均衡电量充放电辅助储能系统的负极直流电力路径；一种基于单体蓄电池动态监测均衡装置的主要控制方法为：均衡监测装置上电开启运行异常时，进行异常报警；均衡监测装置上电开启运行正常时，蓄电池单体信号监测模块(1)按照上位管理控制机(15)设置的参数和指令运行并调用执行程序模块(103)的相应程序；蓄电池单体信号监测模块(1)的嵌入式微处理器(101)通过内部总线(113)连接信号采集处理电路(105)，并由信号采集处理电路(105)连接多传感器接口电路(106)并由其分别连接相应正极电压信号采集传感器(2)、负极电压信号采集传感器(3)、温度信号采集传感器(4)、电流信号采集传感器(5)采集单体蓄电池的电压、温度、电流信号，经采集处理电路(105)处理后存储于数据存储电路(104)中；由蓄电池单体信号监测模块(1)根据被监测的蓄电池固有充放电特性和数据存储电路(104)中的电压、温度、电流采样数据以及温度补偿系数、功率修正系数，嵌入式微处理器(101)实时动态计算蓄电池的荷电状态并生成蓄电池的电量SOC值；再由蓄电池单体信号监测模块(1)通过通信接口(13)连接外接通信链路(14)并由外接通信链路(14)与上位管理控制机(15)连接，进行蓄电池单体信号监测模块(1)与上位管理控制机(15)交互信息，完成单体蓄电池的动态监测；上位管理控制机(15)根据蓄电池单体信号监测模块(1)提供的单体蓄电池的动态监测数据，以及对蓄电池组串中各个单体蓄电池的相应动态监测数据进行综合分析、判定，生成电能均衡调控指令；需要电能均衡的一个或多个单体蓄电池的相应蓄电池单体信号监测模块(1)执行上位管理控制机(15)发送的电能均衡调控指令，并由相应的嵌入式微处理器(101)经过内部总线(113)连接的电控开关驱动电路(107)控制连接蓄电池正极电控开关(111)和连接蓄电池负极电控开关(112)闭合导通，实施相应单体蓄电池的电能均衡，在接收到停止电能均衡的指令后，由相应的嵌入式微处理器(101)经过内部总线(113)连接的电控开关驱动电路(107)控制连接蓄电池正极电控开关(111)和连接蓄电池负极电控开关(112)执行断开动作，完成单体蓄电池的电能均衡过程。