本發(fā)明涉及液流電池充電，具體地說，涉及基于高頻隔離技術(shù)的液流電池充電狀態(tài)監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、液流電池充電是一項重要的技術(shù)，隨著能源需求的增長和對可再生能源存儲的重視，液流電池作為一種有潛力的儲能技術(shù)受到廣泛關(guān)注，其中液流電池充電過程中模式的精確控制對于其性能和壽命至關(guān)重要，傳統(tǒng)的液流電池充電方法存在諸多不足。

2、其中，傳統(tǒng)的液流電池充電方法在充電過程中，由于充電環(huán)境存在復(fù)雜的電磁場以及電氣設(shè)備之間的相互影響，導(dǎo)致控制信號易受外部干擾，從而導(dǎo)致電池在充電模式切換的過程中模式切換不及時和不合理，進(jìn)一步降低了充電效率，為了解決這一技術(shù)問題，于是我們提供了基于高頻隔離技術(shù)的液流電池充電狀態(tài)監(jiān)測方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于高頻隔離技術(shù)的液流電池充電狀態(tài)監(jiān)測方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、本發(fā)明基于高頻隔離技術(shù)隔離外界干擾并傳輸控制信號，實時反饋充電狀態(tài)，再根據(jù)充電狀態(tài)動態(tài)計算調(diào)整過渡時間，使充電模式切換更適配電池。

3、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的之一在于，提供了基于高頻隔離技術(shù)的液流電池充電狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

4、s1、通過傳感器實時監(jiān)測液流電池的充電狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述充電狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電池電壓、電流、溫度和電解液濃度，并對所述充電狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計算得出綜合充電狀態(tài)指標(biāo)；

5、s2、根據(jù)所述綜合充電狀態(tài)指標(biāo)，自動切換恒流充電模式和恒壓充電模式，當(dāng)所述綜合充電狀態(tài)指標(biāo)滿足恒流充電條件時，進(jìn)入恒流充電模式，當(dāng)所述綜合充電狀態(tài)指標(biāo)滿足切換條件時，從恒流充電模式切換到恒壓充電模式，其中在模式切換過程中，采用過渡算法調(diào)整充電電流和電壓；

6、s3、設(shè)計控制邏輯，用于協(xié)調(diào)充電模式的切換和充電過程的控制，所述控制邏輯包括狀態(tài)機(jī)設(shè)計和切換規(guī)則；

7、s4、在充電模式切換中應(yīng)用高頻隔離技術(shù)對控制信號進(jìn)行傳輸，將實時的充電狀態(tài)反饋給調(diào)整過渡時間的決策模塊，所述決策模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的算法，動態(tài)計算并調(diào)整過渡時間。

8、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s1中對充電狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計算得出綜合充電狀態(tài)指標(biāo)的方法，具體如下：

9、對電池電壓進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，計算電壓變化率，當(dāng)電壓變化率在預(yù)設(shè)的第一范圍內(nèi)時，賦予電壓狀態(tài)指標(biāo)相應(yīng)的第一分值；

10、對電池電流進(jìn)行監(jiān)測和分析，計算電流變化率，若電流變化率在預(yù)設(shè)的第二范圍內(nèi)，給予電流狀態(tài)指標(biāo)對應(yīng)的第二分值；

11、針對電池溫度，將實時溫度與預(yù)設(shè)的溫度閾值范圍進(jìn)行比較，若溫度處于正常溫度閾值范圍內(nèi)，設(shè)定溫度狀態(tài)指標(biāo)為第三分值；若溫度超出正常范圍但在異常溫度范圍內(nèi)，根據(jù)超出值調(diào)整溫度狀態(tài)指標(biāo)為第四分值，其中第四分值小于第三分值；若溫度超出異常溫度范圍，給予溫度狀態(tài)指標(biāo)一個警示分值，并觸發(fā)溫度異常預(yù)警機(jī)制；

12、綜合上述電壓狀態(tài)指標(biāo)、電流狀態(tài)指標(biāo)、溫度狀態(tài)指標(biāo)和電解液濃度狀態(tài)指標(biāo)的分值，通過加權(quán)求和的方式計算得到綜合充電狀態(tài)指標(biāo)。

13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中恒流充電條件為電池電壓低于第一閾值且電池溫度在正常范圍內(nèi)，具體包括：

14、實時監(jiān)測電池的電壓和溫度，將其電壓與預(yù)設(shè)的第一閾值進(jìn)行比較，并定義正常溫度范圍為；

15、當(dāng)至少80%的傳感器檢測到的溫度值均在正常溫度范圍內(nèi)且電池電壓低于第一閾值時，系統(tǒng)判定滿足恒流充電條件，進(jìn)入恒流充電模式；

16、在恒流充電過程中，持續(xù)實時監(jiān)測電池電壓和溫度，若電池電壓上升到第一閾值的90%或有超過20%的傳感器檢測到溫度值超出正常溫度范圍，則啟動預(yù)警機(jī)制。

17、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中綜合充電狀態(tài)指標(biāo)滿足切換條件時，從恒流充電模式切換到恒壓充電模式的方法，具體如下：

18、定義電池電壓上限閾值為，并設(shè)定一個電壓警示范圍，當(dāng)實時監(jiān)測到的電池電壓進(jìn)入該警示范圍時，判定電池電壓到達(dá)上限電壓值，其中的取值為的5%；

19、同時實時監(jiān)測充電電流，當(dāng)電流下降到當(dāng)前恒流充電值的30%時，滿足電流下降條件，且在連續(xù)個采樣周期內(nèi)，電池電壓均處于電壓警示范圍且電流下降到滿足條件時，則確定滿足從恒流充電模式切換到恒壓充電模式的切換條件。

20、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在滿足切換條件后，系統(tǒng)進(jìn)行如下操作：

21、啟動預(yù)設(shè)的緩沖時間，在緩沖時間內(nèi)，繼續(xù)監(jiān)測電池電壓和電流，若在此期間出現(xiàn)電池電壓超出電壓警示范圍的情況，則暫停切換操作，繼續(xù)維持恒流充電模式并重新進(jìn)行條件判斷；

22、若在緩沖時間內(nèi)，電池電壓處于電壓警示范圍且電流下降到滿足條件時，則按照預(yù)設(shè)的過渡算法和控制邏輯進(jìn)行模式切換。

23、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過渡算法基于線性插值算法，具體如下：

24、當(dāng)從恒流充電模式切換到恒壓充電模式時，設(shè)恒流充電階段的電流為，恒壓充電階段的初始目標(biāo)電流為，切換時間點為，預(yù)定的過渡時間為，在過渡時間段內(nèi)，對于任意時刻，采用線性插值計算電流值，即：

25、；

26、同時對于電壓進(jìn)行線性插值，設(shè)恒流充電階段的末期電壓為，恒壓充電階段的目標(biāo)電壓為，則電壓的計算公式為：

27、；

28、其中過渡時間可通過高頻隔離技術(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

29、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中的控制邏輯，具體如下：

30、定義三種充電狀態(tài)，即恒流充電狀態(tài)、恒壓充電狀態(tài)以及模式切換過渡狀態(tài)，系統(tǒng)初始處于恒流充電狀態(tài)，當(dāng)滿足切換條件時，進(jìn)入模式切換過渡狀態(tài)，完成過渡后進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)，反之，若在恒壓充電過程中電網(wǎng)電壓升高或降低10%，則從恒壓充電狀態(tài)先進(jìn)入模式切換過渡狀態(tài)，再回到恒流充電狀態(tài)；

31、進(jìn)入恒流充電狀態(tài)的條件是電池初始連接且充電需求啟動，同時電池電壓低于預(yù)設(shè)的啟動恒壓充電的閾值，退出恒流充電狀態(tài)進(jìn)入模式切換過渡狀態(tài)的條件是電池電壓達(dá)到設(shè)定的上限電壓值，且電流下降到恒流充電值的30%，進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的條件是成功完成模式切換過渡，退出恒壓充電狀態(tài)的條件是充電完成和電池溫度超出異常溫度范圍；

32、在過渡開始時，按比例降低充電電流并同時按比例提升充電電壓，并按照固定的時間間隔進(jìn)行調(diào)整，直到電流和電壓達(dá)到恒壓充電模式的初始設(shè)定值。

33、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s4中根據(jù)預(yù)設(shè)的算法，動態(tài)計算并調(diào)整過渡時間的方式，具體包括：

34、定義電壓變化閾值、電流下降閾值、初始過渡時間、電壓變化率以及電流下降比例；

35、在過渡過程中，持續(xù)監(jiān)測電池電壓變化率和電流下降比例，當(dāng)電壓變化率大于電壓變化閾值且電流下降比例小于電流下降閾值時，滿足觸發(fā)過渡時間調(diào)整機(jī)制的條件，進(jìn)入下一步計算新過渡時間；

36、計算電壓變化率權(quán)重因子、電流下降比例權(quán)重因子以及調(diào)整系數(shù)，并根據(jù)調(diào)整系數(shù)和初始過渡時間，計算出新的過渡時間。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

38、基于高頻隔離技術(shù)的液流電池充電狀態(tài)監(jiān)測方法中，高頻隔離模塊設(shè)置在控制模塊和功率調(diào)節(jié)模塊之間，對控制信號進(jìn)行傳輸，有效隔離了外部復(fù)雜電磁場以及電氣設(shè)備間相互影響等干擾因素，確保控制信號能夠準(zhǔn)確無誤地傳輸，同時將實時的充電狀態(tài)反饋給調(diào)整過渡時間的控制模塊，控制模塊根據(jù)預(yù)設(shè)算法，結(jié)合反饋信息動態(tài)計算并調(diào)整過渡時間，這使得充電模式切換過程能夠更好地適應(yīng)電池實際狀態(tài)，避免因外部干擾導(dǎo)致的過渡時間不準(zhǔn)確，減少了因模式切換不及時或不合理導(dǎo)致的能量損失，從而提高了充電效率。