1.一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,该方法应用于UPS系统,其特征在于,所述UPS系统包括有箱体,所述箱体底部面的左端部和右端部分别向上延伸形成箱体的左侧面和右侧面,所述箱体后侧面为一U型支架,该U型支架固定安装在箱体顶部面和底部面之间;所述U型支架平行布置于箱体后侧面且其U型开口朝向后方;所述箱体内前中部设置有电池包工位,该电池包工位内固定安装有一个或多个电池包;所述箱体内还设置有储能部件,所述储能部件包括有:UPS正负极母线,所述UPS正负极母线上连接有主继电器,主继电器两端还并联有预充电继电器,主继电器以及预充继电器均固定安装在U型支架的上下两侧壁之间的右端部,所述UPS正负极母线的一端为充放电端口,该充放电端口设置在箱体右侧面上;
一个或多个电池包,其固定安装在电池包工位上,所述电池包内布置的一个或多个串联的电池组,其负极连接在电池包主负端上,其正极依次串联熔断器、从继电器后连接在电池包主正端上,电池包主正主负端通过电池包正负极母线连接在UPS正负极母线上;
一个或多个电池检测模块,该电池检测模块布置在电池包内,其上设置有电压采样端、电流采样端以及CAN通信端口,所述电池检测模块通过电压采样端并联在电池组正负极两端以及通过电流采样端与霍尔传感器连接,并通过CAN通信端口与电池管理模块通信连接;所述电池检测模块,用于对电池包实时进行电池性能检测,获得电池参数信息,并根据电池参数信息对电池进行SOC实时估算和SOH估算,以及将SOC实时估算数据、SOH估算数据以及实时电池参数信息传输至电池管理模块;
电池管理模块,设置在箱体内且固定贴合安装在U型支架底部,其上设置有主继电器控制端和预充继电器控制端,所述主继电器控制端与主继电器通信连接,所述预充继电器控制端与预充继电器通信连接,所述电池管理模块还通过RS485通信接口与逆变器通信连接,以及通过CAN通信接口与电池检测模块连接;所述电池管理模块,用于根据SOC实时估算数据、SOH估算数据以及实时电池参数信息,对电池包进行预充电控制和充放电控制;
直流电源模块,固定安装在U型支架的上下两侧壁之间的左端部,分别与电池包、电池管理模块、电池检测模块电连接,用于为电池管理模块和电池检测模块提供电源;
所述方法包括以下步骤:
电池检测模块检测并获取电池包内多节单体锂电池的电池参数信息,以及估算并获取电池SOH值,所述电池参数信息包括电池初始电压V及电池标称容量C;
根据上述电池性能数据,电池检测模块通过OCV-SOC曲线估算电池初始容量值并结合温度修正因子以及电池SOH值对电池初始容量值进行修正,以及根据通过温度修正因子修正实际放电容量值Cn_I(T,S,age);
电池检测模块通过差分隔离采样电路在采样周期T内对采样电阻进行采样并获取电池包的采样电流值进行积分计算,得到电池包的电荷变化量ΔQi,其计算公式为:电池检测模块判断电池充放电状态并对电荷变化量进行修正;
根据SOC初始容量值和修正后的电荷变化量,电池检测模块迭代计算并输出时刻的SOC估算值,其中,所述SOC初始容量值为迭代变量,前一时刻k-1的SOC估算值作为后一时刻k的SOC初始容量值,SOC估算值的计算公式为其中,Cn_I(T,S,age)为第n电池的标称容量。
2.如权利要求1所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于:
所述UPS系统接收逆变器的充电使能控制信号,通过电池管理模块接收电池参数信息、电池包SOC和SOH实时估算数据,控制电池检测模块闭合从继电器并对电池包进行预充电。
3.如权利要求2所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于:
所述UPS系统通过电池管理模块接收逆变器的充放电使能控制信号,在电池包内不存在电池包故障且满足充电开启条件的情况下,闭合主继电器,控制电池包进入充电模式,在电池包不满足充电开启条件的情况下,控制电池包进入放电模式。
4.如权利要求1所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于:
所述电池包工位上设置有电池包固定基座,所述箱体右侧面上设置有散热风扇,箱体左侧上设置有散热孔。
5.如权利要求1所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于:
电池检测模块判断电池充放电状态并对电荷变化量进行修正,包括:
电池检测模块判断电池组内多节单体锂电池的充放电状态;
若电池检测模块判定为大电流放电状态,则通过Peukert系数对电荷变化量修正,其修正的公式为ΔQi=iPt,其中i为采样电流值,t为电池组环境温度,P为Peukert系数;
若电池检测模块判定为充电状态,则通过库伦效率进行电荷变化量进行修正,其修正的公式为ΔQi=η(i,mode)ΔQ′i,其中i为采样电流值,t为电池组环境温度,η(i,mode)为库伦效率。
6.如权利要求1所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于,通过OCV-SOC曲线估算其初始容量值之前,还包括:电池检测模块通过电池测试系统测试多节单体锂电池并得到多节单体锂电池的充放电曲线;
电池检测模块在电池满电以及空电状态时,对电池实际容量进行实时修正;
根据充放电曲线,电池检测模块持续记录各阶段各电压平台下电池实际容量值,利用数据拟合法,通过在线自学习方式不断对OCV-SOC曲线进行修正。
7.如权利要求1所述的一种UPS系统的电池包剩余电量估算方法,其特征在于,估算并获取电池SOH值,包括以下步骤:电池检测模块获取放电期间的实时放电量、上一时刻的放电量、环境温度记录值、放电次数n,计算放电深度DOD以及平均环境温度t,并进一步计算获得单体电池的循环寿命值A(x)*B(t);
电池检测模块对单体电池进行SOH估算,其估算公式为: