在能量系统中进行串级动态重新配置的方法和装置制造方法及图纸

描述了一种可重新配置的能量存储系统，其能够将能量存储单元的布置从串联配置切换到并联配置、从并联配置切换到串联配置，或两者兼有。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在能量系统中进行串级动态重新配置的方法和装置
技术介绍
随着电动车辆和固定能量存储的市场的增长，需要大型能量存储系统。大型电池能量存储系统可以用于存储从任何来源产生的能量。对于诸如可再生能量集成、辅助服务、微电网支撑、需求费用减少和备用电力等应用，期望能量存储系统。这种系统可以涉及电气连接的电池阵列，其中电池被布置在构成能量存储系统的多个能量存储段中。电池管理系统是管理这种能量存储系统中的电池单元的电子系统。严格的制造过程和电池单元材料特性对单个电池单元中可以存储的能量或功率的量施加了实际的限制，而给定的电池化学成分的具体电化学特点限制了单个单元的电压，通常限制为小于五伏。出于这些和其它原因，大多数大型能量存储系统包括以静态串联和并联配置组合的数百或数千个单独的电池单元，以便满足特定应用的能量和电压要求。配置最佳系统设计的一种方法可以涉及将总的能量存储需求除以单独的单元容量以确定所需单元的数量X，将总的期望电压除以单独的电池单元电压以确定每个串中单元的数量Y，以及并联这些串的组合Z，其中Y与Z的乘积合理地接近X。但是，在实践中，电池单元的容量随着寿命和使用而下降，并且电压随着电池单元的荷电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重新配置的能量存储系统，包括：负电气总线；正电气总线；多个能量存储串，连接在所述负电气总线和所述正电气总线之间，所述多个能量存储串至少包括第一能量存储串和第二能量存储串，其中每个能量存储串包括：负输入端子和正输出端子；至少能量存储单元的第一子集和能量存储单元的第二子集，能量存储单元的每个子集包括以内部串联或并联配置布置的能量存储单元的至少两个块，使得所述布置包括插入在所述负输入端子和所述正输出端子之间的串内正端子和串内负端子；输入开关，连接在所述负电气总线和所述能量存储串的所述负输入端子之间；第一输出开关，连接在所述正电气总线和所述串内正端子之间；第二输出开关，连接在所述正电气总线和所述...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.22 US 62/040,7231.一种可重新配置的能量存储系统，包括：负电气总线；正电气总线；多个能量存储串，连接在所述负电气总线和所述正电气总线之间，所述多个能量存储串至少包括第一能量存储串和第二能量存储串，其中每个能量存储串包括：负输入端子和正输出端子；至少能量存储单元的第一子集和能量存储单元的第二子集，能量存储单元的每个子集包括以内部串联或并联配置布置的能量存储单元的至少两个块，使得所述布置包括插入在所述负输入端子和所述正输出端子之间的串内正端子和串内负端子；输入开关，连接在所述负电气总线和所述能量存储串的所述负输入端子之间；第一输出开关，连接在所述正电气总线和所述串内正端子之间；第二输出开关，连接在所述正电气总线和所述能量存储串的所述正输出端子之间；串联开关，连接在所述串内正端子和所述串内负端子之间；多串串联开关，连接在所述第一能量存储串的所述正输出端子和所述第二能量存储串的所述串内负端子之间；初始输入开关，连接在所述负电气总线和所述第一能量存储串的所述串内负端子之间；以及控制单元，与所述负电气总线、所述正电气总线和所述多个能量存储串电气通信，其中所述控制单元被配置为(i)将所述系统中的能量存储单元的至少一个并联布置重新配置为能量存储单元的串联布置，或者(ii)将所述系统中的能量存储单元的至少一个串联布置重新配置为能量存储单元的并联布置。2.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述控制单元被配置为接收限定能量、功率和电压要求的任何组合的输出标准。3.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述控制单元被配置为控制所述多串串联开关和每个输入开关、输出开关、第二输出开关和串联开关，以通过所述负电气总线和所述正电气总线输出功率。4.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述控制单元还被配置为控制每个能量存储串的接合、输出电压、输出功率和电池单元循环特点。5.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述能量存储单元选自由电池单元、燃料电池、电容器、混合电池-电容器单元及其组合构成的组。6.如权利要求5所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述电池单元具有不同的化学成分、形状因子、容量和/或性能特点。7.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述能量存储单元包括电池单元，所述电池单元具有选自以下的化学成分：锂离子、磷酸铁锂、锂硫、钛酸锂、纳米钛酸锂氧化物、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、镍-铁、钠硫、钒氧化还原、可充电碱性或水混合离子。8.如权利要求1所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述多个能量存储串还包括第三能量存储串，并且所述可重新配置的能量存储系统还包括连接在所述第二能量存储串的所述正输出端子和所述第三能量存储串的所述串内负端子之间的第二多串串联开关。9.如权利要求8所述的可重新配置的能量存储系统，其中所述第一能量存储串和所述第二能量存储串包括相同化学成分的电池单元。10.如权利要求8所述的可重新配置的能量存储串，其中所述第一能量存储串、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·史密斯，D·C·罗伊特，D·威斯特，
申请(专利权)人：佩颂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US