一种储能系统及储能系统控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种储能系统及储能系统的控制方法，其中，储能系统包含依次串联的多个储能单元，各个储能单元依次串联后连接于电能应用系统。每个储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组；储能单元放电时，电池组的输出电压经过双向DC/DC变换器升压后提供给电能应用系统，升压后的电压满足储能系统的电压要求，从而，降低了对电池组的电压要求，在相同储能容量下减少了串联电芯的数量，降低了储能系统的复杂度。储能系统中串联的储能单元数量由储能系统容量和储能单元容量决定，此数量一般而言不大于储能系统电压与储能单元电池组端电压的比值，使得储能单元工作在充电模式时，其内部的双向DC/DC变换器工作在是降压模式。

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统及储能系统控制方法
本专利技术属于电池储能
，尤其涉及一种储能系统及储能系统控制方法。
技术介绍
储能系统用于储存能量，电池储能系统就是利用电池储存电能。如图1所示，传统的电池储能系统主要包括：电池包、电池管理单元和电池充放电系统；传统的储能系统中所有的电芯串联构成一个电池包；电池管理单元用于电量均衡、热管理、电芯状态检测及控制等。储能系统的电压高低和容量大小主要由电池包中串联的电芯个数决定，而单节电芯的电压较低，例如，汞酸电池一般是2V，锂电池一般是3V(例如，3.2V、3.6V)，因此，储能系统的电池包一般需要多个(通常是十几个甚至几十个)电芯串联而成。储能系统需要串联的电芯数量越多，控制越复杂，且每个电芯个体对储能系统的影响程度会成倍增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种储能系统及储能系统控制方法，降低相同容量的储能系统所需要的直接串联电芯数量，从而降低储能系统的控制复杂程度。其技术方案如下：第一方面，本申请提供一种储能系统，包括：依次串联的多个储能单元，每个储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组。该双向DC/DC变换器包括低压接线端、高压接线端和通信端，该双向DC/DC变换器通过通信端与电池管理单元电连接，通过低压接线端连接电池组，高压接线端作为所述储能单元的正接线端和负接线端。电池管理单元用于监测电池组的状态得到电池组状态，并根据该电池组状态对电池组进行热管理、电量均衡和电芯状态检测及控制。双向DC/DC变换器用于当储能系统处于放电模式时，切换至升压模式，将电池组的输出电压升压后传输至电能应用系统；以及，当储能系统处于充电模式时，切换至降压模式，将电能应用系统输出的电压降压后传输至电池组。此种储能系统，当储能单元放电时，电池组的输出电压经过双向DC/DC变换器升压后提供给电能应用系统，升压后的电压满足储能系统的电压要求，从而，降低了对电池组的电压要求，在相同储能容量下减少了串联电芯的数量，降低了储能系统的复杂度。在第一方面的一种可能的实现方式中，该储能系统还包括：连接在每个储能单元的正接线端和负接线端之间的旁路开关，该旁路开关的控制端与电池管理单元电连接。上述电池管理单元还用于当检测到电池组的状态异常时，控制旁路开关导通；当检测到电池组状态正常时，控制所述旁路开关断开。利用该储能系统，能够通过旁路开关将状态异常的储能单元从储能系统中断开，同时保证其它储能单元能够正常接入储能系统。在第一方面的另一种可能的实现方式中，该双向DC/DC变换器包括升降压变换电路和控制器；该控制器的输入端通过通信线连接电池管理单元，该控制器的输出端连接升降压变换电路内的开关管。该控制器用于根据电能应用系统的工作模式控制升降压变换电路内的开关管的状态，以及，根据电池管理单元的监测结果控制传输功率及传输电压。在第一方面的又一种可能的实现方式中，多个所述储能单元所包含的双向DC/DC变换器中包括一个主DC/DC变换器和至少一个从DC/DC变换器，其中，该主DC/DC变换器与电能应用系统通过通信线电连接。主DC/DC变换器内的控制器用于检测电能应用系统的电能需求，根据电能应用系统的电能需求控制各个储能单元切换至相应的工作模式，该工作模式包括充电模式和放电模式。当检测到电能应用系统需要储能系统提供电能时，控制主DC/DC变换器及各个从DC/DC变换器切换至升压模式，主DC/DC变换器和各个从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使该电池管理单元控制相应的电池组进行放电。当电能应用系统需要向储能系统供电时，控制主DC/DC变换器及各个从DC/DC变换器切换至降压模式，主DC/DC变换器和各个从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使电池管理单元控制相应的电池组进行充电。在第一方面的又一种可能的实现方式中，多个储能单元所包含的电池管理单元中包括一个主电池管理单元和至少一个从电池管理单元，其中，主电池管理单元与所述电能应用系统通过通信线电连接；主电池管理单元用于检测电能应用系统的电能需求，根据电能应用系统的电能需求控制各个储能单元切换至相应的工作模式，工作模式包括充电模式和放电模式。当检测到电能应用系统需要储能系统提供电能时，控制主电池管理单元及各个从电池管理单元切换至放电模式，主电池管理单元和各个从电池管理单元分别通知自身所在储能单元内的双向DC/DC变换器，以使双向DC/DC变换器切换至升压模式。当电能应用系统需要向储能系统供电时，控制主电池管理单元及各个从电池管理单元切换至充电模式，主电池管理单元和各个从电池管理单元分别通知自身所在储能单元内的双向DC/DC变换器，以使双向DC/DC变换器切换至降压模式。在第一方面的再一种可能的实现方式中，升降压变换电路为非隔离型Buck电路或隔离型Buck电路。在第一方面的另一种可能的实现方式中，双向DC/DC变换器还用于根据当前储能单元内电池组的荷电状态调整输出端的电压，以及，与储能系统中的其它双向DC/DC变换器进行通信，以使该储能系统工作在稳定状态。第二方面，本申请提供了一种储能系统的控制方法，其中，储能系统包括多个依次串联的储能单元，该储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组。该双向DC/DC变换器包括高压端连接电能应用系统，低压端连接所述电池组；该电池管理单元的检测端连接电池组，通信端连接双向DC/DC变换器；该方法应用于所述双向DC/DC变换器，包括：确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式，该目标工作模式包括升压模式或降压模式；控制该当前双向DC/DC变换器工作在目标工作模式；获取当前电池组的状态，以及，获取当前储能系统中除该当前双向DC/DC变换器之外的其它双向DC/DC变换器的状态，确定该当前双向DC/DC变换器的输出电压；该当前电池组的状态由所述当前双向DC/DC变换器获得。在第二方面的一种可能的实现方式中，确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式包括：检测电能应用系统的电能需求；当电能应用系统需要供电时，确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式是升压模式；当电能应用系统需要放电时，确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式是降压模式。在第二方面的另一种可能的实现方式中，确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式包括：获取当前储能单元的工作模式，根据该当前储能单元的工作模式确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式。当该当前储能单元处于放电模式时，确定该当前双向DC/DC变换器的目标工作模式是升压模式；当该当前储能单元处于充电模式时，确定当前双向DC/DC变换器的目标工作模式是降压模式。其中，当前储能单元的工作模式由当前电池管理单元检测所述电能应用系统的情况确定。本申请实施例提供的储能系统，包含依次串联的多个储能单元，各个储能单元依次串联形成的串联电路连接电能应用系统，并根据电能应用系统的状态切换工作模式，工作模式包括充电模式和放电模式。其中，每个储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组；储能单元工作在放电模式时，电池组的输出电压经过双向DC/DC变换器升压后提供给电能应用系统，升压后的电压满足储能系统的电压要求，从而，降低了对电池组的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能系统，其特征在于，包括：依次串联的多个储能单元，每个所述储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组；所述双向DC/DC变换器包括低压接线端、高压接线端和通信端，所述双向DC/DC变换器通过所述通信端与所述电池管理单元电连接，通过所述低压接线端连接所述电池组，所述高压接线端作为所述储能单元的正接线端和负接线端；所述电池管理单元，用于监测所述电池组的状态得到电池组状态，并根据所述电池组状态对所述电池组进行热管理、电量均衡和电芯状态检测及控制；所述双向DC/DC变换器，用于当所述储能系统处于放电模式时，切换至升压模式，将所述电池组的输出电压升压后传输至电能应用系统；以及，当所述储能系统处于充电模式时，切换至降压模式，将所述电能应用系统输出的电压降压后传输至所述电池组。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，包括：依次串联的多个储能单元，每个所述储能单元包括双向DC/DC变换器、电池管理单元和电池组；所述双向DC/DC变换器包括低压接线端、高压接线端和通信端，所述双向DC/DC变换器通过所述通信端与所述电池管理单元电连接，通过所述低压接线端连接所述电池组，所述高压接线端作为所述储能单元的正接线端和负接线端；所述电池管理单元，用于监测所述电池组的状态得到电池组状态，并根据所述电池组状态对所述电池组进行热管理、电量均衡和电芯状态检测及控制；所述双向DC/DC变换器，用于当所述储能系统处于放电模式时，切换至升压模式，将所述电池组的输出电压升压后传输至电能应用系统；以及，当所述储能系统处于充电模式时，切换至降压模式，将所述电能应用系统输出的电压降压后传输至所述电池组。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：连接在每个所述储能单元的正接线端和负接线端之间的旁路开关，所述旁路开关的控制端与所述电池管理单元电连接；所述电池管理单元还用于，当检测到所述电池组的状态异常时，控制所述旁路开关导通，当检测到所述电池组状态正常时，控制所述旁路开关断开。3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器包括升降压变换电路和控制器；所述控制器的输入端通过通信线连接所述电池管理单元，所述控制器的输出端连接所述升降压变换电路内的开关管；所述控制器用于根据所述电能应用系统的工作模式控制所述升降压变换电路内的开关管的状态，以及，根据所述电池管理单元的监测结果控制传输功率及传输电压。4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，多个所述储能单元所包含的所述双向DC/DC变换器中包括一个主DC/DC变换器和至少一个从DC/DC变换器，所述主DC/DC变换器与所述电能应用系统通过通信线电连接；所述主DC/DC变换器内的控制器，用于检测所述电能应用系统的电能需求，根据所述电能应用系统的电能需求控制各个所述储能单元切换至相应的工作模式，所述工作模式包括充电模式和放电模式；当检测到所述电能应用系统需要所述储能系统提供电能时，控制所述主DC/DC变换器及各个所述从DC/DC变换器切换至升压模式，所述主DC/DC变换器和各个所述从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使所述电池管理单元控制相应的电池组进行放电；当所述电能应用系统需要向所述储能系统供电时，控制所述主DC/DC变换器及各个所述从DC/DC变换器切换至降压模式，所述主DC/DC变换器和各个所述从DC/DC变换器分别通知自身所在储能单元内的电池管理单元，以使所述电池管理单元控制相应的电池组进行充电。5.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，多个所述储能单元所包含的所述电池管理单元中包括一个主电池管理单元和至少一个从电池管理单元，所述主电池管理单元与所述电能应用系统通过通信线电连接；所述主电池管理单元，用于检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯东，何忠勇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44