电力系统及其电流限制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统及其电流限制方法。电力系统包括多个电池单元、一逆变器及一电能管理电路。电池单元分别具有一第一端、一第二端及一数据端。逆变器具有耦接电池单元的第一端的第一电源端、以及耦接电池单元的第二端的第二电源端，并且接收一电流限制值，以依据电流限制值限制电池单元的一总充电电流或一总放电电流。电能管理电路耦接电池单元的数据端，以读取各个电池单元的一个别电流限制值及一电流值，并且依据电池单元的个别电流限制值及电流值计算电流限制值。

【技术实现步骤摘要】
电力系统及其电流限制方法
本专利技术是有关于一种电源管理技术，且特别是有关于一种电力系统及其电流限制方法。
技术介绍
一般而言，电池的充放电流需按规格而定，而不当的充放电流可能造成电池操作在较高的温度环境，进而影响电池寿命，甚至会引发热失控等危险。因此，在储能系统中，电池包(Batterypack)设计成会回报合适的充/放电电流限制给逆变器(inverter)，使得逆变器会限制电池输出电流在额定范围内，以确保电池寿命与安全。在实际储能系统中，电池管理系统(Batterymanagementsystem，BMS)可按照目前电池状态，回报逆变器可充电电流限制(Chargingcurrentlimit，CCL)与放电电流限制(Dischargingcurrentlimit，DCL)，藉此限制充放电流。对于逆变器而言，可充电电流限制及放电电流限制的设定只能控制整个并联的电池组(batterybank)的充放电流，无法确保到各电池组的充电电流及放电电流均操作在安全范围内。然而，当新旧电池并联混用时，由于新旧电池内阻值不同，使得电池组中各个电池包的输出电流呈现不均匀的现象。
技术实现思路
本专利技术提供一种电力系统及其电流限制方法，在考虑各个电池单元的充电/放电电流决定充电/放电电流限制，以确保各电池单元的充电电流及放电电流均操作在安全范围内。本专利技术的电力系统，包括多个电池单元、一逆变器及一电能管理电路。电池单元分别具有一第一端、一第二端及一数据端。逆变器具有同时耦接电池单元的第一端的第一电源端、以及同时耦接电池单元的第二端的第二电源端，并且接收一电流限制值，以依据电流限制值限制电池单元的一总充电电流或一总放电电流。电能管理电路耦接电池单元的数据端，以读取各个电池单元的一个别电流限制值及一电流值，并且依据电池单元的个别电流限制值及电流值计算电流限制值。本专利技术的电力系统的电流限制方法，电力系统包括并联的多个电池单元，电流限制方法包括下列步骤。通过一电能管理电路读取各个电池单元的一个别电流限制值及一电流值。通过电能管理电路且依据电池单元的个别电流限制值及电流值计算一电流限制值。通过一逆变器且依据电流限制值限制电池单元的一总充电电流或一总放电电流。基于上述，本专利技术实施例的电力系统及其电流限制方法，是考虑各个电池单元的电流值及个别电流限制值决定电流限制，以确保各电池单元的充电电流及放电电流均操作在安全范围内。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1为依据本专利技术一实施例的电力系统的系统示意图。图2为依据本专利技术一实施例的电能管理电路的系统示意图。图3为依据本专利技术一实施例的电力系统的电流限制方法的流程图。其中，附图标记：100：电力系统110：逆变器120：电能管理电路121：减法器123：计算单元125：比较单元130_1～130_n：电池单元B-：第二端B+：第一端Cerror_1～Cerror_n：电流误差值CL,new：新的电流限制值CL,sat：电流饱和值CL：电流限制值CL1～CLn：个别电流限制值D：数据端I1～In：电流值Itc：总充电电流P-：第二电源端P+：第一电源端S310、S320、S330：步骤具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。图1为依据本专利技术一实施例的电力系统的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，电力系统100包括逆变器110、电能管理电路120及多个电池单元130_1～130_n，其中n为大于零的正整数，电池单元130_1～130_n可视为一电池组，并且电能管理电路120与多个电池单元130_1～130_n呈现并联状态。进一步来说，逆变器110的第一电源端P+同时耦接电池单元130_1～130_n的第一端B+，逆变器110的第二电源端P-同时耦接电池单元130_1～130_n的第二端B-。并且，逆变器110耦接电能管理电路120，以从电能管理电路120接收电流限制值CL，依据电流限制值CL限制电池单元130_1～130_n的总充电电流Itc或总放电电流，其中总充电电流Itc与总放电电流的主要差别是电流方向相反。电能管理电路120耦接电池单元130_1～130_n的数据端D，以读取各个电池单元130_1～130_n的个别电流限制值(如CL1～CLn)及电流值(如I1～In)，并且依据电池单元130_1～130_n的个别电流限制值(如CL1～CLn)及电流值(如I1～In)计算电流限制值CL。图2为依据本专利技术一实施例的电能管理电路的系统示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，电能管理电路120包括至少一减法器121、计算单元123及比较单元125。其中，减法器121的数量取决于电路设计的取向。换言之，若电路设计的取向为速度取向，则可使用较多的减法器121；若电路设计的取向为成本取向，则可使用较少的减法器121，甚至只使用一个。首先，电能管理电路120会计算各电池单元130_1～130_n的个别电流限制值(如CL1～CLn)及电流值(如)的电流误差值Cerror_1～Cerror_n。在本实施例中，电流误差值Cerror_1～Cerror_n可依据方程式Cerror＝CLi-Ii来计算，其中Cerror为电流误差值Cerror_1～Cerror_n，CLi为各个电池单元130_1～130_n的个别电流限制值CL1～CLn，Ii为各个电池单元的电流值I1～In。接着，计算单元123及比较单元125会依据电池单元130_1～130_n的电流误差值Cerror_1～Cerror_n计算电流限制值CL。进一步来说，计算单元123会计算新的电流限制值CL。在本实施例中，新的电流限制值CL可依据方程式CL,new＝CL,pre+K×N×Eref来计算，其中CL,new为新的电流限制值CL，CL,pre为前一电流限制值，K为反应速度参数且介于0与1之间，N为电池单元130_1～130_n的数目，Eref为电流误差值Cerror_1～Cerror_n中的最小值。并且，计算单元123会依据电池单元130_1～130_n的个别电流限制值CL1～CLn与电流值I1～In计算电流饱和值CL,sat。在本实施例中，电流饱和值CL,sat可依据方程式＝[ΣIi+Eref]/Iratio+Ioffset来计算，其中ΣIi为电池单元130_1～130_n的电流值I1～In的总和，Eref如上述所定义，Iratio为逆变器110测量电流的误差比例，Ioffset为逆变器110测量电流的误差偏移。接着，比较单元125会比较新的电流限制值CL,new与电流饱和值CL,sat。当新的电流限制值CL,new小于等于电流饱和值CL,sat时，电流限制值CL会等于新的电流限制值CL,new；当新的电流限制值CL,new大于电流饱和值CL,sat时，电流限制值CL会等于电流饱和值CL,sat。换言之，电流限制值CL会小于等于电流饱和值CL,sat。在某些实施例中，计算单元123可不计算电流饱和值CL,sat，并且可忽略比较单元125。图3为依据本专利技术一实施例的电力系统的电流限制方法的流程图。在参照图3，在本实施例中，电力系统的电流限制方法包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统，其特征在于，包括：多个电池单元，分别具有一第一端、一第二端及一数据端；一逆变器，具有同时耦接该些电池单元的该些第一端的一第一电源端以及同时耦接该些电池单元的该些第二端的一第二电源端，并且接收一电流限制值，以依据该电流限制值限制该些电池单元的一总充电电流或一总放电电流；以及一电能管理电路，耦接该些电池单元的该些数据端，以读取各该些电池单元的一个别电流限制值及一电流值，并且依据该些电池单元的该些个别电流限制值及该些电流值计算该电流限制值。

【技术特征摘要】
2017.03.23 TW 1061097461.一种电力系统，其特征在于，包括：多个电池单元，分别具有一第一端、一第二端及一数据端；一逆变器，具有同时耦接该些电池单元的该些第一端的一第一电源端以及同时耦接该些电池单元的该些第二端的一第二电源端，并且接收一电流限制值，以依据该电流限制值限制该些电池单元的一总充电电流或一总放电电流；以及一电能管理电路，耦接该些电池单元的该些数据端，以读取各该些电池单元的一个别电流限制值及一电流值，并且依据该些电池单元的该些个别电流限制值及该些电流值计算该电流限制值。2.如权利要求1所述的电力系统，其特征在于，该电能管理电路计算各该些电池单元的该个别电流限制值与该电流值的一电流误差值，并依据该些电池单元的该些电流误差值计算该电流限制值。3.如权利要求2所述的电力系统，其特征在于，该电流限制值依据下列方程式来计算：CL,new＝CL,pre+K×N×Eref其中，CL,new为该电流限制值，CL,pre为前一电流限制值，K为一反应速度参数且介于0与1之间，N为该些电池单元的数目，Eref为该些电流误差值的一最小值。4.如权利要求2所述的电力系统，其特征在于，各该些电流误差值依据下列方程式来计算：Cerror＝CLi-Ii其中，Cerror为各该些电流误差值，CLi为各该些电池单元的该个别电流限制值，Ii为各该些电池单元的该电流值。5.如权利要求2所述的电力系统，其特征在于，该电能管理电路依据该些电池单元的该些个别电流限制值与该些电流值计算一电流饱和值，并且该电流限制值小于等于该电流饱和值。6.如权利要求5所述的电力系统，其特征在于，该电流饱和值依据下列方程式来计算：CL,sat＝[ΣIi+Eref]/Iratio+Ioffset其中，CL,sat为该电流饱和值，ΣIi为该些电池单元的该些电流值的总和，Eref为该些电流误差值的一最小值，Iratio为该逆变器测量电流的误差比例，Ioffset为该逆变器测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭易夫，陈煜儒，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71