[发明专利]一种基于监测采样模块主动控制的储能电池管理系统

说明书

本发明属于电化学蓄电池储能应用技术领域，具体涉及一种基于监测采样模块主动控制的储能电池管理系统，针对现有蓄电池储能管理系统BMS大多采用BMU模块实时采集电池的电压、电流、温度等参数并将参数传送给蓄电池组串管理模块BAMS，由BAMS进行计算、分析并与储能单元电池管理系统BMS交互信息，BMS根据预先设置的控制策略实施控制，处理过程时间过长，交互信息的管控过程时效性差，难以实现在秒级内对坏损电池突变的故障及时处理，难以防止恶性事故的发生；本发明采用监测模块直接判断和相应及控制异常电池并主动控制蓄电池组串直流路径的通断；实现毫秒级有效控制，能够有效防止由于电池突变发生的恶性事故；确保电池单体损伤时储能系统的安全。

技术领域

本发明属于电化学蓄电池储能应用技术领域，具体涉及一种基于监测采样模块主动控制的储能电池管理系统。

背景技术

蓄电池储能系统是电动汽车新能源电力和智能电网及能源互联网的重要组成部分，特别是电化学蓄电池储能系统是由多个单元蓄电池单体连接组成的蓄电池组串进入储能变流器设备进行充放电，受控完成电力调节和充放电。由于各个蓄电池单体的本身物理及化学特性具有一定的差异，加上安装运行过程中环境温度的差别，使得蓄电池组串中的蓄电池产生电压、电量、温度上的不一致性，容易产生电池单体的过充过放以及使电池受到损伤，而受损伤的电池容易中大电流充放电过程中产生突变，在一两秒钟甚至更短时间就发生内短路、引起起火甚至燃爆的恶性事故，给蓄电池储能系统带来了安全隐患。

由此可见，对储能蓄电池运行的实时监测、充放电电流控制、蓄电池组串各蓄电池单体的温度、电压和电量等电池性能一致性管控以及损伤电池运行异常及参数突变的及时控制是储能系统安全、健康、高效运行的关键。对于大规模储能系统采用的蓄电池单体数量巨大，现有技术采取用于监测电池模块中的电池单体信息的电池模块管理单元BMU、电池簇管理单元BCMS、用于监测电池簇系统的BAMS及储能单元电池管理系统BMS，大多分为三个层级进行管控，特别是负责蓄电池模块单体电池监测采样的模块BMU负责蓄电池状态参数的实时监测及信号采集并通过上一级电池簇管理单元BCMS处理相应的电池组串及簇、模块及单体状态(电压、电压、电流、温度、SOC等)数据，并与储能电池管理系统BMS交互信息，由BMS对充放电过程进行安全管理，其问题是电池模块管理单元BMU只采集电池参数信号，在电池单体损伤后往往在秒级甚至是毫秒级就达到危险状态，而此时还需要逐级通过监测电池簇系统的BAMS计算、分析并报送BMS后进行调控，大大延迟了处理时间，使得异常电池的故障不能得到及时处理，增加了恶性事故发生的概率，给储能系统造成不可估量的风险。

发明内容