一种油藏动态监测设备用储能装置的制作方法

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1.本实用新型属于油田配套储能设备技术领域，尤其涉及一种油藏动态监测设备用储能装置。

背景技术：

2.油藏动态监测是指油田企业在油藏开发生产过程中，技术人员为实时掌握油井内流体渗流、采油井、注入井等井下储层变化情况而需求各类静态、动态数据所采用的措施手段。在为实现上述油藏动态监测目的所建立起的监测体系中，具体包括（但不限于）有针对于压力、流体流量、水淹状况、采收率等多项子监测系统；由于油藏动态监测具有以开发区块和层系分级而建立的特点，因此各个子监测系统的分布并无规律且各工况侧重亦不相同，以上情况则进一步对油藏动态监测的网电储能供电提出了较高的要求。
3.值得注意的是，不同传统储能供电的应用场合，油藏动态监测各子监测系统所处工况的不同，例如环境因素（温度、湿度、噪声等）对储能设备电池组的可用能量密度、安全性和使用寿命均会产生差异化影响。因此，如何对油藏动态监测设备用储能装置进行均衡性调整，减小各电池组之间的不一致性对整体系统产生的冲击，成为了本领域技术人员亟待解决的一项技术难题。
4.事实上，技术人员针对于此已经做出了诸多尝试，例如：申请号：cn201320638721.6、专利标题：储能电池组串监测及动态均衡装置的专利文献中记载有：一种储能电池组串监测及动态均衡装置，其具体由储能电池组间均衡单元a及储能电池串内均衡单元b构成；储能电池组间均衡单元a与储能电池串内均衡单元b采用通信接口进行信息交换及由均衡接口进行电气串连。然而包含上述文献在内的现有技术仍然没能彻底解决不同环境工况（尤其是温度）差异所导致的储能装置各电池组的不一致性对整体系统产生的冲击，因此仍需本领域技术人员继续努力。

技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，该油藏动态监测设备用储能装置采用分散式模组化设计，各模块间可快速插接，可替换性能好；并且实现了对不同电池组的均衡调控，从而减少了因环境工况差异引起的电池组不一致性。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种油藏动态监测设备用储能装置，包括有：
8.由汇流盒串接的多个电池组，其中，每个电池组配置有一个电池组管理单元；所述电池组管理单元中包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块；其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连；
9.以及电池组预热单元，其中，电池组预热单元中包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路；各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关
单元，各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。
10.较为优选的，所述数字信号处理模块的芯片型号为tms320f28335；
11.其中，tms320f28335芯片中的vdd引脚接+1.9v电压，tms320f28335芯片中的vddio引脚接+3.3v电压，tms320f28335芯片中的vss引脚接地；
12.tms320f28335芯片中eqep1a与首端mos开关单元的控制端相连接，tms320f28335芯片中eqep1b与末端mos开关单元的控制端相连接。
13.较为优选的，所述电池组电压ad采样模块由电压传感器以及型号为ads7805的采样芯片构成；
14.其中，ads7805芯片中的vd、va引脚接+5v电压，ads7805芯片中的dgnd、agnd引脚接地；ads7805芯片中的ref引脚通过2.2μf参考电容接地；ads7805芯片中的vin1引脚与电压传感器的数据输出端相连接，
15.ads7805芯片中的d0-d15引脚与tms320f28335芯片中的xd0-xd15引脚一一对应相连接；ads7805芯片中的引脚与tms320f28335芯片中的int1引脚相连接；ads7805芯片中的rc引脚与tms320f28335芯片中的引脚相连接。
16.较为优选的，所述电池组温度测量模块的芯片型号为ds18b20；
17.其中，ds18b20芯片中的vdd引脚接+5v电压，ds18b20芯片中的gnd引脚接地；ds18b20芯片的dq引脚与tms320f28335芯片中的xd16引脚相连接。
18.较为优选的，所述电池组管理单元中还包括有滤波模块。
19.较为优选的，电池组预热单元中还设置有第一档位切换开关、第二档位切换开关；
20.其中，第一档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的正极端相连接，第二档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的负极端相连接。
21.较为优选的，电池组预热单元中还设置有紧急制动开关；所述紧急制动开关的两端分别与预热主电容的负极端、预热辅电容的正极端相连接。
22.较为优选的，所述油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器；通过can总线，所述上位控制器与各电池组管理单元通讯互连。
23.本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，该油藏动态监测设备用储能装置中包括有由汇流盒串接的多个电池组、与各电池组相配置的电池组管理单元、电池组预热单元。具有上述结构特征的油藏动态监测设备用储能装置，其可响应因不同工况差异所导致的各电池组不一致性，并进行均衡预热处理，从而为提高储能装置的整体可靠性提供帮助。
附图说明
24.该附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
25.在下述附图中：
26.图1为本实用新型提供的一种油藏动态监测设备用储能装置的结构示意图；
27.图2为本实用新型提供的电池组预热单元的结构示意图；
28.图3为本实用新型中数字信号处理模块tms320f28335芯片的引脚示意图；
29.图4为本实用新型中电池组电压ad采样模块ads7805芯片的引脚示意图；
30.图5为本实用新型中电池组温度测量模块ds18b20芯片的引脚示意图。
具体实施方式
31.本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，该油藏动态监测设备用储能装置采用分散式模组化设计，各模块间可快速插接，可替换性能好；并且实现了对不同电池组的均衡调控，从而减少了因环境工况差异引起的电池组不一致性。
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.实施例一
34.本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，如图1所示，该油藏动态监测设备用储能装置包括有如下部分：多个电池组、电池组管理单元、以及电池组预热单元。
35.其中，多个电池组由汇流盒串接形成一体结构；且每个电池组配置有一个电池组管理单元。电池组管理单元中则进一步包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块，以及优选设置的滤波模块。其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连。值得注意的是，该数字信号处理模块用于根据电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块实时采集的电池组电压、温度等参数，确定对各电池组的均衡控制模式；并根据需要控制电池组预热单元实现对电池组的预热。
36.如图2所示，电池组预热单元中则包括有预热主电容（附图标记为q1）、预热辅电容（附图标记为q2）以及与每个电池组相匹配的电池预热回路（附图标记为u
1-un）。其中，该预热主电容、预热辅电容均选用对低温环境不敏感的超级电容。此外，各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关单元（附图标记为mos1
1-mos1n），各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元（附图标记为mos2
1-mos2n）；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。
37.此外，较为优选的，本油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器。该上位控制器通过can总线与各电池组管理单元通讯互连，其一方面可用于设置各类控制参数，例如：电池组报警电压、报警温度等故障信息；另一方面可用于对各电池组管理单元的数据信息（包括但不限于各类采集数据、控制信号等）进行汇总，从而便于技术人员通过配套的管理程序对各电池组状态（如电池组剩余容量、充放电电流、电压等）进行查询监测。
38.实施例二
39.实施例二中包含有实施例一中的全部技术特征，具体的，本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，如图1所示，该油藏动态监测设备用储能装置包括有如下部分：多个电池组、电池组管理单元、以及电池组预热单元。
40.其中，多个电池组由汇流盒串接形成一体结构；且每个电池组配置有一个电池组管理单元。电池组管理单元中则进一步包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块，以及优选设置的滤波模块。其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连。值得注意的是，该数字信号处理模块用于
根据电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块实时采集的电池组电压、温度等参数，确定对各电池组的均衡控制模式；并根据需要控制电池组预热单元实现对电池组的预热。
41.如图2所示，电池组预热单元中则包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路。其中，该预热主电容、预热辅电容均选用对低温环境不敏感的超级电容。此外，各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关单元，各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。
42.此外，较为优选的，本油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器。该上位控制器通过can总线与各电池组管理单元通讯互连，其一方面可用于设置各类控制参数，例如：电池组报警电压、报警温度等故障信息；另一方面可用于对各电池组管理单元的数据信息（包括但不限于各类采集数据、控制信号等）进行汇总，从而便于技术人员通过配套的管理程序对各电池组状态（如电池组剩余容量、充放电电流、电压等）进行查询监测。
43.除此之外，实施例二还进一步对数字信号处理模块进行了如下限定：
44.具体的，数字信号处理模块优选型号为tms320f28335的芯片。该tms320f28335芯片为ti公司生产的一款高性能32位浮点的dsp处理器，该款数字信号处理模块具有低成本，小功耗，高性能，外设集成度高，数据以及程序存储量大，a/d转换精确快速等特点，其配置有6通道的dma控制器、16位或32位外部接口、高性能32位cpu、12位16通道adc、多达18路的pwm输出。
45.如图3所示，其中，tms320f28335芯片中的vdd引脚接+1.9v电压，tms320f28335芯片中的vddio引脚接+3.3v电压，tms320f28335芯片中的vss引脚接地；tms320f28335芯片中eqep1a与首端mos开关单元的控制端相连接，tms320f28335芯片中eqep1b与末端mos开关单元的控制端相连接。
46.实施例三
47.实施例三中包含有实施例一中的全部技术特征，具体的，本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，如图1所示，该油藏动态监测设备用储能装置包括有如下部分：多个电池组、电池组管理单元、以及电池组预热单元。
48.其中，多个电池组由汇流盒串接形成一体结构；且每个电池组配置有一个电池组管理单元。电池组管理单元中则进一步包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块，以及优选设置的滤波模块。其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连。值得注意的是，该数字信号处理模块用于根据电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块实时采集的电池组电压、温度等参数，确定对各电池组的均衡控制模式；并根据需要控制电池组预热单元实现对电池组的预热。
49.如图2所示，电池组预热单元中则包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路。其中，该预热主电容、预热辅电容均选用对低温环境不敏感的超级电容。此外，各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关单元，各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。
50.此外，较为优选的，本油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器。该上位控制器通过can总线与各电池组管理单元通讯互连，其一方面可用于设置各类控制参
数，例如：电池组报警电压、报警温度等故障信息；另一方面可用于对各电池组管理单元的数据信息（包括但不限于各类采集数据、控制信号等）进行汇总，从而便于技术人员通过配套的管理程序对各电池组状态（如电池组剩余容量、充放电电流、电压等）进行查询监测。
51.除此之外，实施例三还进一步对电池组电压ad采样模块进行了如下限定：
52.具体的，电池组电压ad采样模块由电压传感器以及型号为ads7805的采样芯片。其中，该ads7805芯片为ti公司生产的一款双极输入的单通道、16位并行模数转换器，该款采样芯片具有16位宽数据总线以及灵活的信号控制功能。
53.如图4所示，ads7805芯片中的vd、va引脚接+5v电压，ads7805芯片中的dgnd、agnd引脚接地；ads7805芯片中的ref引脚通过2.2μf参考电容接地；ads7805芯片中的vin1引脚与电压传感器的数据输出端相连接，ads7805芯片中的d0-d15引脚与tms320f28335芯片中的xd0-xd15引脚一一对应相连接；ads7805芯片中的引脚与tms320f28335芯片中的int1引脚相连接；ads7805芯片中的rc引脚与tms320f28335芯片中的引脚相连接。
54.需要补充的一点是，该ads7805采样芯片其采样过程可描述为：由tms320f28335芯片的引脚提供电池组电压采样信号（低电平）；ads7805芯片中的rc引脚在接收到该低电平信号后，启动对电池组电压的ad转换采样。在此过程中，ads7805芯片的引脚持续保持低电平，直至采样结束后变为高电平，并进一步将采样电池组电压数据传输至数字信号处理模块处。
55.实施例四
56.实施例四中包含有实施例一中的全部技术特征，具体的，本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，如图1所示，该油藏动态监测设备用储能装置包括有如下部分：多个电池组、电池组管理单元、以及电池组预热单元。
57.其中，多个电池组由汇流盒串接形成一体结构；且每个电池组配置有一个电池组管理单元。电池组管理单元中则进一步包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块，以及优选设置的滤波模块。其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连。值得注意的是，该数字信号处理模块用于根据电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块实时采集的电池组电压、温度等参数，确定对各电池组的均衡控制模式；并根据需要控制电池组预热单元实现对电池组的预热。
58.如图2所示，电池组预热单元中则包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路。其中，该预热主电容、预热辅电容均选用对低温环境不敏感的超级电容。此外，各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关单元，各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。
59.此外，较为优选的，本油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器。该上位控制器通过can总线与各电池组管理单元通讯互连，其一方面可用于设置各类控制参数，例如：电池组报警电压、报警温度等故障信息；另一方面可用于对各电池组管理单元的数据信息（包括但不限于各类采集数据、控制信号等）进行汇总，从而便于技术人员通过配套的管理程序对各电池组状态（如电池组剩余容量、充放电电流、电压等）进行查询监测。
60.除此之外，实施例四还进一步对电池组温度测量模块对数字信号处理模块进行了
如下限定：
61.具体的，电池组温度测量模块的芯片型号为ds18b20。其中，ds18b20的数字温度采样芯片具备有9-bit到12-bit的摄氏温度测量精度，以及可由用户编程的非易失性且具有过温和低温触发报警的报警功能。其至少具备有如下特点：该电池组温度测量模块的温度检测范围为-55℃至+125℃，并且在温度范围超过-10℃至85℃之外时还具有+-0.5℃的精度。此外，ds18b20的数字温度采样芯片可以直接采用数据线供电而不需要外部电源供电。
62.如图5所示，其中，ds18b20芯片中的vdd引脚接+5v电压，ds18b20芯片中的gnd引脚接地；ds18b20芯片的dq引脚与tms320f28335芯片中的xd16引脚相连接。
63.实施例五
64.实施例五中包含有实施例一中的全部技术特征，具体的，
65.除此之外，实施例五还进一步对电池组预热单元进行了如下限定：
66.如图2所示，该电池组预热单元中还设置有第一档位切换开关、第二档位切换开关；其中，第一档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的正极端相连接，第二档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的负极端相连接。该第一档位切换开关、第二档位切换开关用于控制选择使用预热主电容和/或预热辅电容进行预热，从而为电池组提供不同的预热模式。
67.此外，电池组预热单元中还设置有紧急制动开关。该紧急制动开关的两端分别与预热主电容的负极端、预热辅电容的正极端相连接，用于在紧急情况下断开电池组预热单元的供电回路。
68.本实用新型提供了一种油藏动态监测设备用储能装置，该油藏动态监测设备用储能装置中包括有由汇流盒串接的多个电池组、与各电池组相配置的电池组管理单元、电池组预热单元。具有上述结构特征的油藏动态监测设备用储能装置，其可响应因不同工况差异所导致的各电池组不一致性，并进行均衡预热处理，从而为提高储能装置的整体可靠性提供帮助。
69.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，包括有：由汇流盒串接的多个电池组，其中，每个电池组配置有一个电池组管理单元；所述电池组管理单元中包括有数字信号处理模块、电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块；其中，电池组电压ad采样模块、电池组温度测量模块分别与数字信号处理模块通讯接连；以及电池组预热单元，其中，电池组预热单元中包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路；各电池预热回路的首端处均设置有首端mos开关单元，各电池预热回路的末端处均设置有末端mos开关单元；其中，首端mos开关单元、末端mos开关单元的控制端与对应电池组管理单元中的数字信号处理模块的控制输出端相连接。2.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，所述数字信号处理模块的芯片型号为tms320f28335；其中，tms320f28335芯片中的vdd引脚接+1.9v电压，tms320f28335芯片中的vddio引脚接+3.3v电压，tms320f28335芯片中的vss引脚接地；tms320f28335芯片中eqep1a与首端mos开关单元的控制端相连接，tms320f28335芯片中eqep1b与末端mos开关单元的控制端相连接。3.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，所述电池组电压ad采样模块由电压传感器以及型号为ads7805的采样芯片构成；其中，ads7805芯片中的vd、va引脚接+5v电压，ads7805芯片中的dgnd、agnd引脚接地；ads7805芯片中的ref引脚通过2.2μf参考电容接地；ads7805芯片中的vin1引脚与电压传感器的数据输出端相连接，ads7805芯片中的d0-d15引脚与tms320f28335芯片中的xd0-xd15引脚一一对应相连接；ads7805芯片中的引脚与tms320f28335芯片中的int1引脚相连接；ads7805芯片中的rc引脚与tms320f28335芯片中的引脚相连接。4.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，所述电池组温度测量模块的芯片型号为ds18b20；其中，ds18b20芯片中的vdd引脚接+5v电压，ds18b20芯片中的gnd引脚接地；ds18b20芯片的dq引脚与tms320f28335芯片中的xd16引脚相连接。5.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，所述电池组管理单元中还包括有滤波模块。6.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，电池组预热单元中还设置有第一档位切换开关、第二档位切换开关；其中，第一档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的正极端相连接，第二档位切换开关的两端分别与预热主电容、预热辅电容的负极端相连接。7.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，电池组预热单元中还设置有紧急制动开关；所述紧急制动开关的两端分别与预热主电容的负极端、预热辅电容的正极端相连接。8.根据权利要求1所述的一种油藏动态监测设备用储能装置，其特征在于，所述油藏动态监测设备用储能装置中还包括有：上位控制器；通过can总线，所述上位控制器与各电池组管理单元通讯互连。

技术总结

本实用新型属于油田配套储能设备技术领域，尤其涉及一种油藏动态监测设备用储能装置。该油藏动态监测设备用储能装置采用分散式模组化设计，各模块间可快速插接，可替换性能好；并且实现了对不同电池组的均衡调控，从而减少了因环境工况差异引起的电池组不一致性。一种油藏动态监测设备用储能装置，包括有：由汇流盒串接的多个电池组，其中，每个电池组配置有一个电池组管理单元；电池组管理单元中包括有数字信号处理模块、电池组电压AD采样模块、电池组温度测量模块；以及电池组预热单元，其中，电池组预热单元中包括有预热主电容、预热辅电容以及与每个电池组相匹配的电池预热回路。回路。回路。