一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统

本发明属于储能领域，涉及电池检测技术，具体是一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统。

背景技术：

1、随着技术的不断进步，电能在人们的生活中也在越来越广泛存在，电动汽车等户外使用的物品也随之增多，因此在户外补充电能的需求也随之出现，而移动式电池储能系统提供了一种灵活的能源储存方式，它在户外工地、野外活动和应急救援等场景中，通常需要快速部署能源供应系统。传统的固定式储能系统无法满足这些需求，而移动式电池储能系统具有紧凑、轻便以及配备轮子和手把等便于搬运的设计，可以方便地在不同场所之间移动和部署，因此对移动式电池存储电量的判断也应做到精确，防止户外作业时电能不足引发意外。

2、但是现阶段的移动式电池储能系统在对其所储存电量进行判断时，并不会考虑电池的使用状态，当电池充电能力与放电能力不对等时，可能会对电池内部存储的电量进行误判，同时当电池的充电效率或放电效率下降时，也无法及时提示用户；

3、为此，我们提出一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提出一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统，以解决上述背景技术中提出的无法精准判定电池内部存储电量的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统，包括储能模块、数据采集模块、数据库、充电检测模块、放电检测模块、综合分析模块以及显示终端；

4、所述储能模块由多组电池单元串联组成；所述数据采集模块用于采集电池单元的实时充电信息、实时放电信息与初始电量值，将电池单元的实时充电信息发送至充电检测模块，将电池单元的实时放电信息发送至放电检测模块，将电池单元的初始电量值发送至综合分析模块；

5、所述数据库用于存储对应电池单元的自放电率，并将对应电池单元的自放电率发送至放电检测模块与综合分析模块；

6、所述充电检测模块用于检测电池单元在充电时的状态，得到电池单元的实时充电效率和输入电量并发送至综合分析模块；

7、所述放电检测模块用于检测电池单元在放电时的状态，得到电池单元的剩余额定电容量以及在放电时的放出电量，并将电池单元的剩余额定电容量与放出电量发送至综合分析模块；

8、所述综合分析模块用于对电池单元的综合性能进行分析，得到电池单元对应的正常信号、放电异常信号、充电异常信号或二级异常信号，并将放电异常信号、充电异常信号或二级异常信号发送至显示终端；

9、所述显示终端用于接收电池单元对应的放电异常信号、充电异常信号以及二级异常信号。

10、进一步地，实时充电信息包括电池单元在充电过程中的实时充电电压值、实时温度值、实时充电电流值和充电持续时长；

11、实时放电信息包括电池单元在放电过程中的实时放电电流值、实时放电电压值与实时放电时长。

12、进一步地，所述充电检测模块的检测过程具体如下：

13、获取电池单元的实时充电信息，得到对应电池单元的实时充电电压值、实时温度值、实时充电电流值cdl以及充电持续时长t；

14、若电池单元的实时温度值大于等于过热温度阈值，则生成二级异常信号并中止充电；

15、若电源电池的实时温度值小于过热温度阈值，通过电池单元的实时充电电压值、实时充电电流以及充电持续时长生成对应电池单元的充电曲线；

16、计算对应电池单元的输入电量sdl和实时充电效率cxl；

17、分别通过计算公式计算得到对应电池单元的输入电量sdl和实时充电效率cxl。

18、进一步地，输入电量的计算公式具体为：式中d是指取无穷小量，dt是对t取无穷小量；

19、实时充电效率的计算公式为：cxl＝sdl/t×100％。

20、进一步地，所述放电检测模块的检测过程具体如下：

21、获取电池单元的实时放电信息，得到对应电池单元的实时放电电流值fdl、实时放电电压值fdy与实时放电时长fs；

22、计算电池单元在放电时的放出电量fcl和剩余额定电容量sdr。

23、进一步地，所述电池单元在放电时的放出电量的计算公式具体为：

24、式中fdl为恒流放电过程中的实时电流值，fs为放电时长；

25、所述电池单元的剩余额定电容量的计算公式具体为：

26、式中λ为容量补正系数，fdy2为fs2时刻电池单元的实时放电电压值，fdy1为fs1时刻电池单元的实时放电电压值。

27、进一步地，所述综合分析模块的分析过程具体如下：

28、获取电池单元的输入电量sdl、放出电量fcl、初始电量值csd、剩余额定电容量sdr以及实时充电效率cxl；

29、计算充电状态下电池单元的荷电状态hdc和放电状态下电池单元的荷电状态hdf；

30、将放电过程中或放电结束时的电池单元的荷电状态与对应电池单元的标准荷电状态进行比对；

31、若放电过程中电池单元的荷电状态与对应电池单元标准荷电状态相同，则认定放电过程中电池单元的荷电状态处于正确状态；

32、若放电过程中电池单元的荷电状态与对应电池单元标准荷电状态不同，则计算放电过程中电池单元的荷电状态与对应电池单元标准荷电状态之间的差值并取绝对值后得到荷电状态差值，将放电过程中电池单元的荷电状态加上二分之一荷电状态差值的和作为对应电池单元的荷电状态；

33、若充电状态下电池单元的荷电状态的最大值与放电状态下电池单元荷电状态的最大值均大于其对应的阈值，则生成正常信号，不进行任何操作；

34、若充电状态下电池单元的荷电状态的最大值或放电状态下电池单元荷电状态的最大值中的任意一项小于等于其对应的阈值，则计算充电状态下电池单元荷电状态的最大值与放电状态下电池单元荷电状态的最大值之间的差值并取绝对值后得到充电状态下电池单元的荷电状态上限差值，计算充电状态下电池单元荷电状态的最小值与放电状态下电池单元荷电状态的最小值之间的差值并取绝对值后得到放电状态下电池单元的荷电状态下限差值；

35、若荷电状态上限差值与荷电状态下限差值的之和大于零，则生成放电异常信号；

36、若荷电状态上限差值与荷电状态下限差值的之和小于零，则认定生成充电异常信号；

37、若荷电状态上限差值与荷电状态下限差值的之和等于零，则生成二级异常信号。

38、进一步地，所述充电状态下电池单元的荷电状态计算过程具体如下：

39、若电池单元处于开始充电，则计算开始充电时电池单元的荷电状态为：

40、式中t趋于0；

41、若电池单元处于充电中或充电结束时，则计算充电中或充电结束时的电池单元的荷电状态为：

42、式中zfd为电池单元的自放电率，若充电结束时，电池单元的荷电状态hdc≥99％，则将其补正为100％。

43、进一步地，所述放电状态下电池单元的荷电状态计算过程具体如下：

44、若电池单元处于开始放电，则计算开始放电时电池单元的荷电状态为：

45、式中fs趋于0；

46、若电池单元处于放电过程中或放电结束时，则计算处于放电过程中或放电结束时的电池单元的荷电状态为：

47、式中zfd为电池单元的自放电率。

48、第二方面，还提出一种搭载于户外机柜的移动式电池储能系统的储能方法，包括如下步骤：

49、步骤s101，数据采集模块采集电池单元的实时充电信息、实时放电信息与初始电量值，并将电池单元的实时充电信息发送至充电检测模块、将电池单元的实时放电信息发送至放电检测模块和将电池单元的初始电量值发送至综合分析模块；

50、步骤s102，数据库将电池单元的自放电率发送至放电检测模块与综合分析模块；

51、步骤s103，充电检测模块对储能模块中电池单元在充电时的状态进行检测，若检测得到电池单元的实时充电效率和输入电量则发送至综合分析模块，若检测生成二级异常信号则发送至显示终端；

52、步骤s104，放电检测模块储能模块中电池单元在放电时的状态进行检测，检测得到电池单元的剩余额定电容量与放出电量发送至综合分析模块；

53、步骤s105，综合分析模块对电池单元的综合性能进行分析，分析生成放电异常信号、充电异常信号以及二级异常信号发送至显示终端；

54、步骤s106，显示终端将电池单元对应的放电异常信号、充电异常信号以及二级异常信号进行显示。

55、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

56、本发明通过数据采集模块采集电池单元的实时充电信息、实时放电信息与初始电量值，将电池单元的实时充电信息发送至充电检测模块，将电池单元的实时放电信息发送至放电检测模块，将电池单元的初始电量值发送至综合分析模块，而后通过充电检测模块检测电池单元在充电时的状态，得到电池单元的实时充电效率和输入电量并发送至综合分析模块，再通过放电检测模块检测电池单元在放电时的状态，得到电池单元的剩余额定电容量以及在放电时的放出电量，并将电池单元的剩余额定电容量与放出电量发送至综合分析模块；最后通过综合分析模块分析电池单元综合性能，得到电池单元对应的正常信号、放电异常信号、充电异常信号或二级异常信号发送至显示终端，显示终端接收电池单元对应的放电异常信号、充电异常信号以及二级异常信号，用户依据显示终端所提示的信号作出相应的调整，实现了对电池单元剩余电量的精准判定。