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大容量储能系统电池管理技术研究
资料介绍
随着资源的耗竭与电力需求的日益紧张,新能源技术得到越来越多的应用,由于风能、太阳能发电具有区域与时间限制并不能直接并网传输,为实现电网的削峰填谷与电能存储,大容量储能技术逐渐成为各国研究热点,因此电池作为化学储能的代表得到巨大发展。大容量锂离子电池串并联组成MW级储能电站得到快速增长,随着储能电站大功率的输入输出加剧了电池的不一致性,导致其寿命减少,在长时间使用中可能出现过充电或过放电,从而导致电池爆炸或燃烧,所以电池储能技术的安全性日益受到关注,为保证电池安全工作,需要对电池各项参数实现实时监测。
本文以磷酸铁锂电池为研究对象,通过比较各种电池电压、电流、温度测量方法,选择适合大容量储能系统的应用方案,同时针对电池内阻特性提出新的内阻测试方法,通过对电池电压、电流、温度、内阻的准确监测,为BMS(Battery Management System)提供预警与判据,使其能够及时发现电池是否处于非正常工作状态,保证大容量储能系统安全工作。对大容量储能系统电池管理模块的软硬件设计进行了详细说明,所设计电池管理模块基于MC9S12DG128BVFUE芯片,利用光耦隔离方式测量电压,使用霍尔传感器测量电流,通过DS18B20测量温度,在电路实现方面增加电池保护与抗干扰设计,防止电池异常时对电池管理模块造成损害。同时设计基于C8051F040单片机的四线制内阻测量模块,使用交流法实现电池内阻测量。电池电压、电流、温度、内阻参数通过CAN总线实现通信传送至储能监控系统,利用所设计电池管理模块进行实验,并通过实验结果分析电池特性,为之后通过开路电压实现电池SOC精确估计,通过电池内阻特性实现电池故障诊断与预警提供硬件基础。
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