The invention discloses a SOC equalization system between decommissioned power battery modules and a control method thereof. Distributed energy storage structure is used to distribute the output voltage of energy storage module according to the weight distribution factor calculated by the parameters of decommissioned power battery voltage, capacity and SOC equalization to achieve SOC equalization among decommissioned power battery modules. The SOC balancing control system of the decommissioned power battery based on the present invention does not need additional balancing circuit and avoids energy transfer between decommissioned power battery modules. A double closed-loop control method combining SOC balancing with load voltage regulation based on the weight factor output voltage distribution rule is adopted to ensure that the load voltage of the energy storage system is regulated steadily while realizing the decommissioned power battery model. The balance of SOC between blocks ensures the stability of the system.
【技术实现步骤摘要】
退役动力电池模块间的SOC均衡系统及其控制方法
本专利技术属于电池储能领域，具体而言设计一种退役动力电池模块间的SOC均衡系统及其控制方法。
技术介绍
随着国内新能源汽车的市场保有量不断增加，车用动力电池将在未来几年迎来持续增长的退役高峰。大部分车用退役动力电池的剩余容量仍能达到原有容量的80％，通过梯次储能利用的方式，车用退役动力电池仍能应用到对电池性能要求较低的储能系统中，降低了电池的寿命周期成本，提高了电池材料的利用率，减少了环境污染，对于推动新能源汽车产业的优化升级具有重要意义。在分布式的梯次储能系统中，为满足更多的负载要求，一般退役动力电池模块串联使用，退役动力电池模块在放电/充电过程中，可能会存在温度和充电/放电电流倍率等不一致性，造成电池模块的SOC不一致。这种差异可能会造成个别退役动力电池的过冲和过放，降低了储能系统中电池能量的利用率，大大减少了退役动力电池的使用寿命，严重时可能会引起爆炸。因此需要一种有效地均衡控制方法来使退役电池模块间的SOC趋于一致，去延长退役动力电池模块的使用寿命，提高储能系统的电池能量利用率。在退役动力电池模块组成的分布式...
【技术保护点】
1.一种退役动力电池模块间的SOC均衡系统，其特征在于，包括N个退役动力电池模块、N个故障开关、N个双向DC‑DC转换器和一个外部采样控制器，每个双向DC‑DC转换器由2个晶闸管开关组成；每个退役动力电池模块与1个故障开关串联及1个双向DC‑DC转换器并联构成一个储能模块，每一个储能模块为一个升压拓扑电路，每个DC‑DC转换器的输出端串联为直流母线和负载端提供输出电压和输出功率；外部采样控制器的控制端连接PWM驱动的输入端，PWM输出端连接双向DC‑DC转换器的输入端，外部采样控制器的输入端连接每个储能模块中的电感电流输出端及DC‑DC转换器的电压输出端。
【技术特征摘要】
1.一种退役动力电池模块间的SOC均衡系统，其特征在于，包括N个退役动力电池模块、N个故障开关、N个双向DC-DC转换器和一个外部采样控制器，每个双向DC-DC转换器由2个晶闸管开关组成；每个退役动力电池模块与1个故障开关串联及1个双向DC-DC转换器并联构成一个储能模块，每一个储能模块为一个升压拓扑电路，每个DC-DC转换器的输出端串联为直流母线和负载端提供输出电压和输出功率；外部采样控制器的控制端连接PWM驱动的输入端，PWM输出端连接双向DC-DC转换器的输入端，外部采样控制器的输入端连接每个储能模块中的电感电流输出端及DC-DC转换器的电压输出端。2.如权利要求1所述的退役动力电池模块间的SOC均衡系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：外环SOC均衡控制：利用安时法计算得到的各退役动力电池模块的SOC与设定的均衡参考SOC值SOCref进行比较；步骤2：内环输出电压分配调节控制：并代入获得的退役动力电池模块的开路电压OCV与容量Q求出储能模块的输出电压分配的权重因子λ，并通过设置的负载参考电压Vbus-ref和外部采样控制器采集到的储能模块中的电感电流及DC-DC转换器的输出电压；步骤3：双闭环控制中传递补偿函数参数的调节：求得外部采样控制器控制端输出的占空比Di，从而实现对PWM驱动的控制。3.根据权利要求2所述的退役动力电池模块间的SOC均衡系统的控制方法，其特征在于，步骤1，具体包括：步骤11：获得各退役动力电池模块的开路电压OCV值，满充容量Q值；步骤12：采集退役电池模块的输出电流I，利用安时积分法估算退役动力电池模块的SOC，初始SOC由退役动力电池的由插值法求得的OCV与SOC的对应表计算出；步骤13：在理想情况下，忽略DC-DC转换器等组件的阻抗值，只考虑电池单元的内部阻抗；储能模块的输出功率和退役动力电池模块的输出功率相等；将退役动力电池电压、容量，SOC等参数作为变量计算权重分配因子关系式分配因子关系式λi：λi＝(1-GPI(s)·(SOCi-SOCref))·ωi·σi其中，ωi为退役动力电池的特征参数影响因子，ωi＝Qi·Vocv；σi为储能模块的安全参数，代表退役动力电池模块的健康状态，其值为0或1，在安全状态下σi＝1，当σi＝0时，应断开对应的故障开从而断开储能模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：续丹，毛景禄，王斌，赵根，周佳辉，郑惠文，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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