[发明专利]一种串联电源系统阻抗谱在线快速检测系统及检测方法

说明书

一种串联电源系统阻抗谱在线快速检测系统及检测方法，包括基本检测单元、微控制器和被测单元；被测单元与基本检测单元并联，M个基本检测单元串联后组成串联电源系统，其中M≥1；基本检测单元连接微控制器；微控制器的模数转换端ADC接收基本检测单元的电流信号和电压信号；微控制器的IO端发送旁路信号到基本检测单元；本发明通过将被测单元工作电流旁路的方式实现对被测单元的电流或电压信号激励，串联电源系统其余部分能够正常工作，因此本发明的系统能够对被测单元进行实时在线检测；不同于采用专用设备，需要离线操作且测试通道有限，本发明在线检测没有通道数量限制，提高了检测效率，节省了检测耗时。

技术领域

本发明属于电源系统阻抗谱在线检测技术领域，特别涉及一种串联电源系统阻抗谱在线快速检测系统及检测方法。

背景技术

随着传统能源、交通等行业对环境造成的压力逐年增加，国家和社会对新能源电力、新能源交通等的需求愈发强烈。各类政策的出台也促进了新能源产业的高速发展。

在新能源电力和交通产业中，大量的清洁能源电源被采用来提供电力供应。例如光伏发电系统中，采用光伏组件作为发电电源；电动汽车中，采用锂离子电池作为汽车动力电源；作为终极清洁能源的氢燃料电池发动机也是采用燃料电池作为车辆的动力电源；在新能源配套的储能产品中更是大量使用各类电化学电池、超级电容或其他电力电子电源作为基本电源使用。

而这些电源由于单体电压较低或电流较小，往往需要串并联使用，形成串联的电源系统。同时，由于单体电源的不一致性，容易造成串联系统的失效，如锂离子电池由于单体不一致性，个别电池使用过程中容易老化，如不能及时加以识别，将很容易造成系统效率下降；严重情况下甚至会造成系统故障，乃至于系统损毁。氢燃料电堆中的个别电池输出特性不一致，或催化剂中毒等原因，在串联使用时很容易造成电池堆系统性能下降，乃至系统失效。光伏组串由于其中个别组件影裂、电势诱导衰减等原因造成组串发电量下降等。因此如何检测串联电源系统中每个电源的本质特性，如锂电池，燃料电池的电化学特性，光伏组件的内部等效特性等，成为避免此类问题的先决条件。

而目前能进行电源本质特性检测需要采用专用设备，进行离线检测。此类专用设备主要通过向单体电源注入不同频率的微量扰动，检测其对微量扰动的响应进行采样实现检测，因此对采样系统的精度往往要求非常高。由于频率范围往往较宽，因此生成宽频率范围微量信号设备成本巨大且能够检测的通道数量有限，需要花费大量的时间。同时由于无法在线检测，不能实时的发现电源单体存在的问题，存在巨大的漏检风险。由于需要离线检测，会造成串联电源系统无法正常工作，会造成收益损失，特别是在新能源汽车等领域内是不被允许的，或需要做重复的资源投入以确保系统的不中断供电，系统成本将成倍增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联电源系统阻抗谱在线快速检测系统及检测方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种串联电源系统阻抗谱在线快速检测系统，包括基本检测单元、微控制器和被测单元；被测单元与基本检测单元并联，M个基本检测单元串联后组成串联电源系统，其中M≥1；基本检测单元连接微控制器；微控制器的模数转换端ADC接收基本检测单元的电流信号和电压信号；微控制器的IO端发送旁路信号到基本检测单元。

进一步的，被测单元是由N个等效电源串联而成的系统，其中N≥1。

进一步的，等效电源为单个电源或多个电源的并联等效电源。