一种蓄电池老化在线监测系统的制作方法

本申请涉及蓄电池老化评估领域，尤其涉及一种蓄电池老化在线监测系统。

背景技术：

1、双碳背景下，调频储能已然成为我国电力系统转型发展的重要组成部分和关键技术支撑，而磷酸铁锂蓄电池作为目前调频储能系统核心元器件，其使用过程中的老化和性能衰减关乎整个电站站的性能和调频指标，也成为电站运行中最为关注的焦点之一，行业内对蓄电池的老化评估均为针对常规蓄电池，不能完全适用于电力行业新形势下调频储能系统磷酸铁锂蓄电池的老化评估。

2、目前，行业内对磷酸铁锂蓄电池的老化评估普遍需要将蓄电池退出运行后单独隔离，使用专用设备对其进行详细评估，该方案退备磷酸铁锂蓄电池会影响蓄电池的投入率，并且退备磷酸铁锂蓄电池的时间较长，会造成较大的经济损失，同时受评估设备的限制，磷酸铁锂蓄电池老化评估也不够精准。行业内也有通过磷酸铁锂蓄电池内阻来评估磷酸铁锂蓄电池老化程度的方法，该方案需耗费很长时间建立磷酸铁锂蓄电池内阻和老化程度之间的关系，并且不能在线实时监控电池健康度的情况，影响磷酸铁锂蓄电池的正常运行和维护效率。

技术实现思路

1、为了解决这一技术问题，本申请提供了一种蓄电池老化在线监测系统，该系统能够在线监测火电厂调频储能系统用磷酸铁锂蓄电池的老化情况提出维护建议，不影响蓄电池的正常使用，并且评估老化情况的时间短，能够实时显示蓄电池健康度。

2、为实现本申请的目的，本申请通过以下技术方案实现：一种蓄电池老化在线监测系统，其特征在于，包括：主控模块、采集模块与显示模块；

3、所述采集模块，用于采集蓄电池的充电电压数据与充电电流数据并发送给所述主控模块；

4、所述主控模块，用于接收所述充电电压与充电电流数据，得到所述蓄电池的蓄电池健康度soh数据并发送给所述显示模块；

5、所述显示模块，用于显示所述蓄电池的soh数据。

6、可选的，显示模块为显示屏。

7、可选的，所述采集模块还用于采集蓄电池实时内阻并发送给主控模块；所述主控模块还用于根据蓄电池实时内阻得到soh。

8、在一种可能的实现方式中，所述采集模块包括：电压采集元件，用于采集所述蓄电池的充电电压数据；电流采集元件，用于采集所述蓄电池的充电电流数据；温度采集元件，用于采集所述蓄电池的温度数据。

9、可选的，所述电压采集元件为电子专用445芯片。

10、可选的，所述电流采集元件为霍尔传感器。

11、可选的，所述温度采集元件为热电偶。

12、在一种可能的实现方式中，所述在线监测系统还包括：散热风扇，所述散热风扇设置在蓄电池箱内；所述主控模块还包括控制模块，用于接收所述蓄电池温度，在所述蓄电池温度升高到第一预设值时启动散热风扇，以及，还用于在所述蓄电池温度降低到第二预设值时关闭散热风扇。

13、可选的，所述第一预设值为27℃；所述第二预设值为24℃。

14、在一种可能的实现方式中，所述主控模块包括：处理元件，所述处理元件包括处理器、储存设备与系统时钟；所述系统时钟，用于获取充电时间；所述储存设备，用于储存数据；所述处理器，用于通过所述充电电压数据与所述充电电流数据计算得到充电功率并储存到所述储存设备，以及，用于通过所述充电功率与所述充电时间得到总充电量，以及，用于通过所述总充电量与预设的蓄电池容量得到循环充电次数，以及，用于将所述循环充电次数代入预设的电芯循环寿命衰减曲线得到所述蓄电池的soh数据。

15、在一种可能的实现方式中，所述处理器，用于根将所述充电电压数据与所述充电电流数据输入第一公式计算得到充电功率并储存到所述储存设备，其中，所述第一公式为：p＝v×i；其中，p为充电功率，v为充电电压，i为充电电流。

16、在一种可能的实现方式中，所述处理器，用于根将所述充电功率与所述充电时间数据输入第二公式计算得到总充电量，其中，所述第二公式为：q＝(p1+p2+…+pn)×t；其中，q为总充电量，p1为第一次充电功率,p2为第二次充电功率，pn为第n次充电功率，t为充电时间。

17、在一种可能的实现方式中，所述处理器，用于根将所述总充电量与所述预设的蓄电池容量数据输入第三公式计算得到所述循环充电次数，其中，所述第三公式为：n＝q÷c；其中，n为循环充电次数，q为总充电量，c为预设蓄电池容量。

18、在一种可能的实现方式中，所述在线监测系统，还包括：均衡模块，用于获取所述充电电压数据与所述充电电流数据，当所述充电电压数据超出电压预设范围时自动调整电压到所述电压预设范围内，当所述充电电流数据超出电流预设范围时自动调整电电流到所述电流预设范围内。

19、可选的，所述电压预设范围为3.2-3.65v；所述电流预设范围为0.5-2c。

20、在一种可能的实现方式中，所述均衡模块、主控模块、采集模块与显示模块通过can总线连接。

21、在一种可能的实现方式中，所述显示模块，还用于在所述蓄电池的soh处于第一soh预设范围时，显示第一预设文字，以及，在所述蓄电池的soh处于第二soh预设范围时，显示第二预设文字。

22、可选的，所述第一预设文字为正常；所述第二预设文字为维护。

23、在一种可能的实现方式中，所述采集模块，还用于采集蓄电池ocv、放电电压与放电电流并发送给所述主控模块；所述主控模块，还用于基于所述采集模块采集的所述充电电压数据、所述充电电压数据、所述蓄电池开路电压ocv、所述放电电压与所述放电电流，计算soc、soe、总放电量、可充电量、可放电量并指示所述显示模块显示。

24、可选的，通过开路电压ocv计算蓄电池soc。

25、本申请提供的技术方案的技术效果如下：

26、通过采用本申请的蓄电池老化在线监测系统，能够实现以下技术效果：该系统能够通过采集蓄电池充电时的充电电压与充电电流计算出蓄电池的健康度soh，并实时通过显示模块显示，并显示预设的蓄电池维护建议文本，并且还能够显示蓄电池的soc、soe、总放电量、可充电量、可放电量。监测老化情况的过程不影响蓄电池的正常使用，并且评估老化情况的时间短，能够实时显示蓄电池健康度，方便操作人员随时查看。

技术特征：

1.一种蓄电池老化在线监测系统，其特征在于，包括：主控模块、采集模块与显示模块；

2.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述采集模块包括：

3.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，还包括：散热风扇，所述散热风扇设置在蓄电池箱内；

4.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述主控模块包括：处理元件，所述处理元件包括处理器、储存设备与系统时钟；

5.根据权利要求4所述的在线监测系统，其特征在于，所述处理器，用于根将所述充电电压数据与所述充电电流数据输入第一公式计算得到充电功率并储存到所述储存设备，其中，所述第一公式为：

6.根据权利要求4所述的在线监测系统，其特征在于，所述处理器，用于根将所述充电功率与所述充电时间数据输入第二公式计算得到总充电量，其中，所述第二公式为：

7.根据权利要求4所述的在线监测系统，其特征在于，所述处理器，用于根将所述总充电量与所述预设的蓄电池容量数据输入第三公式计算得到所述循环充电次数，其中，所述第三公式为：

8.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，还包括：均衡模块，用于获取所述充电电压数据与所述充电电流数据，当所述充电电压数据超出电压预设范围时自动调整电压到所述电压预设范围内，当所述充电电流数据超出电流预设范围时自动调整电电流到所述电流预设范围内。

9.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述显示模块，还用于在所述蓄电池的soh处于第一soh预设范围时，显示蓄电池正常预设文字，以及，在所述蓄电池的soh处于第二soh预设范围时，显示蓄电池维护预设文字。

10.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述采集模块，还用于采集蓄电池开路电压ocv发送给所述主控模块；

技术总结
本申请提供了一种蓄电池老化在线监测系统，其特征在于，包括：主控模块、采集模块与显示模块；所述采集模块，用于采集蓄电池的充电电压数据与充电电流数据并发送给所述主控模块；所述主控模块，用于接收所述充电电压与充电电流数据，得到所述蓄电池的蓄电池健康度SOH数据并发送给所述显示模块；所述显示模块，用于显示所述蓄电池的SOH数据。该装置能在线监测火电厂调频储能系统用磷酸铁锂蓄电池的老化情况提出维护建议，不影响蓄电池的正常使用，并且评估老化情况的时间短，能够实时显示蓄电池健康度。

技术研发人员：桂以礼,段治震,汪达,王长泽,刘金标,李东
受保护的技术使用者：大唐临清热电有限公司
技术研发日：20230201
技术公布日：2024/1/14