一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法与流程

本发明属于电池健康状态均衡，具体为一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法。

背景技术：

1、在并网型电池储能系统中，由于电池单体在制造、使用过程中的微小差异，以及工作环境的不同，导致各电池单体在长期的充放电循环中逐渐出现健康状态(soh)不一致的现象。这种不一致性主要体现在电池容量衰减速度、内阻增加、电压平台变化等方面，严重影响着储能系统的整体性能。如果不及时采取有效措施进行均衡处理，不仅会降低系统的能量转换效率，还会加速电池的老化过程，缩短电池组的使用寿命，并且当前的并网电池系统在长时间运行后，由于电池个体之间的性能差异，容易出现健康状态不均衡的问题。这种不均衡会导致部分电池过度充放电，进而缩短电池寿命，影响整个系统的可靠性和效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤:s1：综合健康状态评估模型；s2：多支路并联拓扑结构设计；s3：智能均衡控制算法；s4:全面安全保护机制，其中，s1包括融合了电池的放电深度、累积循环次数、温度、充电方式多种因素，通过大数据分析和机器学习算法，对电池的健康状态进行精准预测和评估，所述健康状态指数为：h＝f(dod,ncvcles,t,chargemethod)，其中d为放电深度，ncvcles为累积循环次数，t为温度，chargemethod为充电方式；

3、作为本技术方案的进一步优选的：所述s2包括将多个电池单体或模块通过独立的充放电支路并联接入储能系统，每个支路均可独立控制充放电电流、电压参数，所述并联支路电流表示为：其中ii为第i个支路的电流；

4、作为本技术方案的进一步优选的：所述s3包括通过实时监测各电池单体的健康状态和荷电状态，计算均衡需求，并动态调整各支路的充放电参数，所述均衡需求的计算公式为：δi＝max(ii)-min(ii)，其中δi为需要均衡的电流差；

5、作为本技术方案的进一步优选的：所述s4包括过充保护、过放保护、短路保护、过流保护多种保护措施，能够在电池单体或系统出现异常时及时切断故障源，防止事故扩大；

6、作为本技术方案的进一步优选的：还包括s5：电池健康状态监测；s6：电池分组算法；s7动态均衡控制；s8：智能诊断与预测维护与用户操作界面；

7、作为本技术方案的进一步优选的：所述s5包括使用高精度传感器阵列，实时采集电池的电压、电流和温度数据，通过无线通信模块发送至中央处理单元；

8、作为本技术方案的进一步优选的：所述s6包括一种基于电池参数的聚类算法，将电池按照健康状态自动分组；

9、作为本技术方案的进一步优选的：所述s7包括一种基于电池健康状态的控制算法，实时调整充放电策略，以实现电池的均衡使用；

10、作为本技术方案的进一步优选的：所述s8包括利用历史数据训练机器学习模型，对电池的健康状况进行评估，并预测未来的维护需求；

11、作为本技术方案的进一步优选的：所述用户操作界面显示电池状态信息，并提供手动调整均衡策略的选项。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、本发明通过实现电池单体间健康状态的均衡，提高了储能系统的整体性能和稳定性，使得系统能够在更长时间内保持高效稳定的运行状态，均衡策略的实施有效减缓了电池单体之间的性能差异，降低了因个别电池单体性能衰减过快而导致的整体性能下降的风险，从而显著延长了电池组的使用寿命。

14、2、本发明通过减少因电池故障而导致的系统停机时间和维修费用，降低了储能系统的运维成本，提高了系统的经济性和市场竞争力，提供了强有力的技术支持，推动了清洁能源的普及和发展，为实现绿色低碳的能源结构转型贡献力量。

15、3、本发明可以有效延长电池使用寿命，减少更换频率，降低维护成本，通过智能诊断和预测维护功能，提高了系统的智能化水平，降低了人工维护的复杂性。

1.一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：包括以下步骤:s1：综合健康状态评估模型；s2：多支路并联拓扑结构设计；s3：智能均衡控制算法；s4:全面安全保护机制，其中，s1包括融合了电池的放电深度、累积循环次数、温度、充电方式多种因素，通过大数据分析和机器学习算法，对电池的健康状态进行精准预测和评估，所述健康状态指数为：h＝f(dod,ncvcles,t,chargemethod)，其中d为放电深度，ncvcles为累积循环次数，t为温度，chargemethod为充电方式。

2.根据权利要求1所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s2包括将多个电池单体或模块通过独立的充放电支路并联接入储能系统，每个支路均可独立控制充放电电流、电压参数，所述并联支路电流表示为：其中ii为第i个支路的电流。

3.根据权利要求2所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s3包括通过实时监测各电池单体的健康状态和荷电状态，计算均衡需求，并动态调整各支路的充放电参数，所述均衡需求的计算公式为：δi＝max(ii)-min(ii)，其中δi为需要均衡的电流差。

4.根据权利要求3所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s4包括过充保护、过放保护、短路保护、过流保护多种保护措施，能够在电池单体或系统出现异常时及时切断故障源，防止事故扩大。

5.根据权利要求4所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：还包括s5：电池健康状态监测；s6：电池分组算法；s7动态均衡控制；s8：智能诊断与预测维护与用户操作界面。

6.根据权利要求5所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s5包括使用高精度传感器阵列，实时采集电池的电压、电流和温度数据，通过无线通信模块发送至中央处理单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s6包括一种基于电池参数的聚类算法，将电池按照健康状态自动分组。

8.根据权利要求7所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s7包括一种基于电池健康状态的控制算法，实时调整充放电策略，以实现电池的均衡使用。

9.根据权利要求8所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述s8包括利用历史数据训练机器学习模型，对电池的健康状况进行评估，并预测未来的维护需求。

10.根据权利要求9所述的一种基于多支路并联的并网电池健康状态均衡方法，其特征在于：所述用户操作界面显示电池状态信息，并提供手动调整均衡策略的选项。