用于控制能量存储系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制能量存储系统(100)的方法，所述能量存储系统(100)包括相互并联电耦合的至少两个电池模块(104、106)，其中所述方法包括下列步骤：接收(S1)指示相应电池模块中的每一个的最大功率容量的信号；相应于从所述电池模块接收的最低的最大功率容量而对所述能量存储系统的所述至少两个电池模块分配(S2)功率阈值限制；以及向所述至少两个电池模块提供(S3)充电电流，所述充电电流具有与所述功率阈值限制成比例的电流水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能量存储系统领域，并且具体涉及一种用于控制具有并联耦合的电池模块的能量存储系统，以便最优化电池模块的功率利用率的方法。本专利技术也涉及一种适合控制能量存储系统的相应控制单元。
技术介绍
在电池系统领域中，在各种应用和
中经常使用能量存储系统。例如，在汽车工业中，能量存储系统可能用于推进车辆以及向车辆的各种系统提供电能。为了提高能量存储系统的功率容量，可以提供一种能量存储系统的两个或者更多电池模块/电池组在其中被并联地相互耦合的解决方案。因此，个别电池模块能够易于相互连接或者相互分离。同样地，与仅使用单个电池模块/电池组相比，提供了更高的总容量。然而，采用具有并联耦合的电池模块的能量存储系统的问题在于，多个电池模块需要处于近似相同的物理状态，从而最优化能量利用。然而，通常情况是多个电池模块/电池组不处于相同的物理状态，并且作为示例，如果并联耦合的电池模块老化程度不同，即最近已经以新的并且未使用的电池模块替换了一个电池模块，这将很有可能在不同老化程度的电池模块之间存在功率容量的差，这继而导致最旧的电池模块充电容量和放电容量下降。另一方面，如果其中一个电池模块具有比相同能量存储系统中的其它电池模块更高的温度，具有较高温度的电池模块的阻抗将很有可能低于具有较低温度的电池模块。因此，存在较暖电池模块将接收高于其容量的充电电流的风险。因此，存在对控制具有并联耦合的多个电池模块的能量存储系统的充电和放电容量的需求。US 2012/0119746提出了一种解决方案，其中每个蓄电池，即电池，都连接至相应的单元电池控制器。相应的单元电池控制器继而连接至用于测量和存储每个单元电池的参数，诸如温度、电流和电压的处理和控制模块。因此，为了提高多个蓄电池的整体性能而对多个蓄电池进行控制。虽然US 2012/0119746提出了一种对上述问题的解决方案，但是US2012/0119746中的能量存储系统在成本效率方面仍需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种，其关于现有技术解决方案具有改进。根据本专利技术的第一方面，提供一种，该能量存储系统包括相互并联电耦合的至少两个电池模块，其中该方法包括下列步骤:接收指示相应电池模块中的每一个的最大功率容量的信号；相应于从电池模块接收的最低的最大功率容量而对能量存储系统的至少两个电池模块分配功率阈值限制；以及向该至少两个电池模块提供充电电流，该充电电流具有与功率阈值限制成比例的电流水平。在下文中并且贯穿全部说明，都应将措词“功率阈值限制”解释为不超过具有最低的最大功率容量的电池模块的功率限制的功率限制。同样地，也能够通过功率、电流或者电压测量功率容量。因而，不应将本专利技术理解为限于仅测量功率、电流或者电压其中之一。本领域技术人员应明白，这些变量相互相关，并且在测量其中一个其它变量时接收一个变量的值仅为一种简单的计算方式。此外，在下文中并且贯穿全部说明，都应将措词“电池模块”解释为也包括电池组，电池组它们本身可能包括一个或者多个电池。又进一步，应将措词“电池模块”理解为也包括下列模块，其可能包括多个电池组。因而，措词“电池模块”可能为单个电池、包括超过一个电池的电池组，以及包括超过一个电池组的模块。本专利技术的优点在于，所施加的充电电流直接取决于具有最低功率容量的电池模块的最大功率容量，并且与具有最低功率容量的电池模块的最大功率容量成比例。因此，具有最低功率容量的电池模块设定了对充电电流的限制，这降低了提供可能损伤电池模块的充电电流的风险。同样地，通过提供上述充电电流，不需要个别地控制全部至少两个电池模块，即仅控制具有最低功率容量的电池模块，而能量存储系统的其余电池模块对它们的充电电流的接收取决于具有最低功率容量的电池模块。因此，与上述现有技术解决方案相比，因为不需要控制每个电池模块，所以提供了一种有成本效率的方法。根据示例实施例，该方法之后还接续有下列步骤:测量具有最低的最大功率容量的电池模块的电池充电电平；以及调节充电电流，以减小具有最低的最大功率容量的电池模块的电池的充电电平和功率阈值限制之间的差。因此，可能采用具有最低功率容量的电池模块为其最佳限制。作为示例，如果以新电池模块替换能量存储系统中的一个电池模块，与新电池模块相比，旧电池的功率容量可能较小。同样地，旧电池的阻抗可能很有可能地大于新电池模块。因此，当向并联耦合的电池模块提供其电平与旧电池模块的功率容量成比例的充电电流时，旧电池可能不接收高达其最大功率容量的功率。为了最优化地利用旧电池模块，调节，即增大充电电流，以便减小旧电池模块的充电电流和功率阈值限制之间的差。当然，能量存储系统的其余电池模块，即具有比旧电池模块更大的最大功率容量的电池模块也将接收更大充电电流。因而，能量存储系统的整体性能将提升。根据另一示例，如果与其余电池模块相比，能量存储系统的一个电池模块具有更高温度水平，即其比其余电池模块更暖；与其余电池模块相比，更暖电池模块的阻抗将很有可能更低。因此，当施加充电电流时，存在较暖电池模块将接收相应于高于其最大功率容量的功率水平的充电电流，即较暖电池模块可能接收超过其能够处理的充电电流。例如，这可能导致电池模块更快地老化。通过调节充电电流，在该示例中是将充电电流调节为低于原始提供的充电电流，则将向较暖电池模块提供更长的工作寿命，并且防止温度进一步升得更高。同样地，可能增加整体能量存储系统的工作寿命。根据示例实施例，调节充电电流的步骤可能包括下列步骤:反复地从具有最低的最大功率容量的电池模块接收电池充电水平信息以及调节充电电流，直到具有最低的最大功率容量的电池模块的电池充电水平与功率阈值限制之间的差处于预定限制值内。通过反复地接收电池模块的电池充电水平信息以及基于所接收的电池充电水平调节所施加的充电电流，使得该方法能够小步骤地，即“渐渐”地增大/减小充电电流。因此，能够进一步精确地得到具有最低的最大功率容量的电池模块的电池充电水平与功率阈值限制之间的差。应易于理解，能够取决于具有最低的最大功率容量的电池模块的电池充电水平与功率阈值限制之间的所述的差的期望精确度，不同地设定预定阈值。当然，不同应用需要不同的精确度，因此将不再进一步讨论。根据示例实施例，该方法可能被进一步配置成接收能量存储系统的至少两个电池模块中的每一个的电池参数状态，诸如温度、电压、电流、充电状态和健康状态。因此，还可能预测应调节，即增大/减小多少充电电流，以便降低具有最低的最大功率容量的电池模块的电池充电水平与功率阈值限制之间的差。根据示例实施例，存储单元可能连接至能量存储系统，该方法还可能包括向存储单元提供涉及电池参数状态以及经调节的充电电流的信息的步骤。根据示例实施例，该存储单元可能为PID调节器。因此，存储单元存储经调节的充电电流以及电池模块的各种参数。优点在于，当电池模块之间相同的或者近似相同的情形再次发生时，可能更易于将充电电流调节至期望水平，因为存储单元了解先前调节了多少充电电流。这种情形可能是例如当以新电池模块更换电池模块时。然后，存储单元可能记住当更换电池模块时，先前为期望水平进行调节时施加了多大的充电电流。此外，PID调节器为众所周知的，并且因此可能适合使用。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于控制能量存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制能量存储系统(100)的方法，所述能量存储系统(100)包括相互并联电耦合的至少两个电池模块(104、106)，其中所述方法包括下列步骤：‑接收(S1)指示相应电池模块(104、106)中的每一个的最大功率容量(204、206)的信号；‑相应于从所述电池模块接收的最低的最大功率容量而对所述能量存储系统的所述至少两个电池模块(104、106)分配(S2)功率阈值限制(208)；以及‑向所述至少两个电池模块(104、106)提供(S3)充电电流，所述充电电流具有与所述功率阈值限制(208)成比例的电流水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：汉娜·布林格尔松，尼克拉斯·莱格达尔，彼得·阿尔奎斯特，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE