组件均衡电路、组串均衡电路、双均衡电路及方法技术

本申请公开了组件均衡电路、组串均衡电路、双均衡电路及方法，以提高储能系统的可用容量。该组件均衡电路应用于储能组串，其主电路包括：对应每个储能组件分别设置的两个二极管，一个二极管的阴极接本储能组件的正极、阳极接直流电源的正极，另一个二极管的阳极接本储能组件的负极、阴极接所述直流电源的负极；以及对应每个储能组件分别设置的可控开关，所述可控开关用于接通或分断所述直流电源对本储能组件的充电电流。该组件均衡电路的控制电路，用于控制可用容量低于第一阈值的储能组件所对应的可控开关闭合，其他储能组件对应的可控开关断开。

Component equalization circuit, string equalization circuit, double equalization circuit and method

The application discloses a component equalizing circuit, a string equalizing circuit, a double equalizing circuit and a method to improve the usable capacity of the energy storage system. The equalizing circuit of the module is applied to the energy storage string. The main circuit includes: two diodes corresponding to each energy storage module, one diode cathode connected to the positive pole of the energy storage module, the other diode anode connected to the negative pole of the energy storage module, and the other diode anode connected to the negative pole of the DC power supply; and each energy storage module respectively The controllable switch is used to connect or disconnect the charging current of the DC power supply to the energy storage component. The control circuit of the equalization circuit of the module is used to control the closing of the controllable switch corresponding to the energy storage module whose available capacity is lower than the first threshold, and the opening of the controllable switch corresponding to other energy storage modules.

【技术实现步骤摘要】
组件均衡电路、组串均衡电路、双均衡电路及方法
本专利技术涉及储能
，更具体地说，涉及组件均衡电路、组串均衡电路、双均衡电路及方法。
技术介绍
常见的电储能器件有二次电池、传统电容器、超级电容器等。将一个或多个电储能器件单体并联作为储能组件，储能组件串联扩容形成储能组串，储能组串还可以进一步并联扩容形成储能阵列。由于受生产工艺、使用环境等因素的影响，各储能组件的电压、内阻、可用容量等参数可能存在不一致性，而根据“木桶短板效应”，一串储能组串的可用容量是由可用容量最小的那个储能组件所决定，储能阵列的可用容量是由可用容量最小的那串储能组串所决定，为了提高储能组串的可用容量，需要通过外部干预使本储能组串中各储能组件的可用容量趋于一致，为了提高储能阵列的可用容量，需要通过外部干预使同一储能组串中各储能组件的可用容量趋于一致和/或使各储能组串的可用容量变化速率趋于一致。储能组串和储能阵列统称为储能系统，提高储能系统的可用容量，对于推动电力行业健康绿色发展、降低储能系统成本、推动储能系统商业化以及节能环保等都具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了组件均衡电路、组串均衡电路、双均衡电路及方法，以提高储能系统的可用容量。一种组件均衡电路，应用于储能组串，本储能组串独立存在或与其他储能组串并联扩容形成储能阵列，本储能组串由多个储能组件串联组成；所述组件均衡电路的主电路包括：对应每个储能组件分别设置的两个二极管，其中：一个二极管的阴极接本储能组件的正极、阳极接直流电源的正极，另一个二极管的阳极接本储能组件的负极、阴极接所述直流电源的负极；以及对应每个储能组件分别设置的可控开关，其中：所述可控开关用于接通或分断所述直流电源对本储能组件的充电电流；所述组件均衡电路的控制电路，用于控制可用容量低于第一阈值的储能组件所对应的可控开关闭合，其他储能组件对应的可控开关断开。可选的，所述控制电路根据储能组件的健康状况SOH和荷电状态SOC参数计算本储能组件的可用容量大小；或者所述控制电路用储能组件的端电压衡量本储能组件的可用容量大小。可选的，所述直流电源是所述组件均衡电路中专门设置的直流电源，或者所述直流电源是现场已有的直流电源。可选的，本储能组串中的所有储能组件连接到同一直流电源上；或者，将本储能组串中的储能组件分为多组，每组包含多个顺次串联的储能组件，同一组的储能组件连接到同一直流电源上，不同组的储能组件连接到不同的直流电源上。可选的，所述组件均衡电路的主电路还包括：在每个二极管上分别串联的熔丝。一种组串均衡电路，应用于储能阵列，所述组串均衡电路的主电路包括：与所述储能阵列中的每串储能组串一一对应设置的、如上述公开的任一种组件均衡电路的主电路；所述组串均衡电路的控制电路，用于实时判断所述储能阵列的主充放电回路是处于充电还是放电过程中；在所述储能阵列的主充放电回路处于充电过程中时，控制可用容量变化率低于第二阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开；在所述储能阵列的主充放电回路处于放电过程中时，控制可用容量变化率高于第三阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开。一种双均衡电路，应用于储能阵列，所述双均衡电路的主电路包括：与所述储能阵列中的每串储能组串一一对应设置的、如上述公开的任一种组件均衡电路的主电路；所述双均衡电路的控制电路包括：如上述公开的组串均衡电路的控制电路，以及与每串储能组串一一对应设置的、如上述公开的任一种组件均衡电路的控制电路；其中，组串均衡电路的控制电路的作业程序优先级高于各组件均衡电路的控制电路。一种组件均衡方法，应用于对应储能组串设置的组件均衡电路，本储能组串独立存在或与其他储能组串并联扩容形成储能阵列，本储能组串由多个储能组件串联组成，所述组件均衡电路的主电路包括：对应每个储能组件分别设置的两个二极管，其中：一个二极管的阴极接本储能组件的正极、阳极接直流电源的正极，另一个二极管的阳极接本储能组件的负极、阴极接所述直流电源的负极；以及对应每个储能组件分别设置的可控开关，用于接通或分断所述直流电源对本储能组件的充电电流；所述组件均衡方法包括：分别判断本储能组串中各储能组件的可用容量是否低于第一阈值；控制可用容量低于第一阈值的储能组件所对应的可控开关闭合，其他储能组件对应的可控开关断开。一种组串均衡方法，应用于对应储能阵列设置的组串均衡电路，所述组串均衡电路的主电路包括：与所述储能阵列中的每串储能组串一一对应设置的、如上述公开的任一种组件均衡电路的主电路；所述组串均衡方法，包括：实时判断所述储能阵列的主充放电回路是处于充电还是放电过程中；在所述储能阵列的主充放电回路处于充电过程中时，控制可用容量变化率低于第二阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开；在所述储能阵列的主充放电回路处于放电过程中时，控制可用容量变化率高于第三阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开。一种双均衡方法，应用于对应储能阵列设置的双均衡电路，所述双均衡电路的主电路包括：与每串储能组串一一对应设置的、如上述公开的任一种组件均衡电路的主电路；所述双均衡方法，包括：如上述公开的组串均衡方法，以及如上述公开的组件均衡方法；其中，所述组串均衡方法的优先级高于所述组件均衡方法。从上述的技术方案可以看出，本专利技术通过对个别储能组件进行充电来实现同一储能组串中各储能组件的可用容量均衡和/或各储能组串的可用容量变化速率均衡，提高了储能系统的可用容量。而且，本专利技术在每个储能组件两侧都串接了二极管，在均衡过程中，当同时有多个储能组件所对应的可控开关闭合时，二极管的存在能够避免短路，保护电路不受损坏，使均衡过程得以正常进行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种组件均衡电路结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种直流电源结构是示意图；图3为本专利技术实施例公开的又一种组件均衡电路结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的一种组串均衡电路结构示意图；图5为本专利技术实施例公开的一种组件均衡方法流程图；图6为本专利技术实施例公开的一种组串均衡方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组件均衡电路，应用于储能组串，本储能组串独立存在或与其他储能组串并联扩容形成储能阵列，本储能组串由多个储能组件串联组成，其特征在于：/n所述组件均衡电路的主电路包括：/n对应每个储能组件分别设置的两个二极管，其中：一个二极管的阴极接本储能组件的正极、阳极接直流电源的正极，另一个二极管的阳极接本储能组件的负极、阴极接所述直流电源的负极；/n以及对应每个储能组件分别设置的可控开关，其中：所述可控开关用于接通或分断所述直流电源对本储能组件的充电电流；/n所述组件均衡电路的控制电路，用于控制可用容量低于第一阈值的储能组件所对应的可控开关闭合，其他储能组件对应的可控开关断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种组件均衡电路，应用于储能组串，本储能组串独立存在或与其他储能组串并联扩容形成储能阵列，本储能组串由多个储能组件串联组成，其特征在于：
所述组件均衡电路的主电路包括：
对应每个储能组件分别设置的两个二极管，其中：一个二极管的阴极接本储能组件的正极、阳极接直流电源的正极，另一个二极管的阳极接本储能组件的负极、阴极接所述直流电源的负极；
以及对应每个储能组件分别设置的可控开关，其中：所述可控开关用于接通或分断所述直流电源对本储能组件的充电电流；
所述组件均衡电路的控制电路，用于控制可用容量低于第一阈值的储能组件所对应的可控开关闭合，其他储能组件对应的可控开关断开。


2.根据权利要求1所述的组件均衡电路，其特征在于，所述控制电路根据储能组件的健康状况SOH和荷电状态SOC参数计算本储能组件的可用容量大小；或者所述控制电路用储能组件的端电压衡量本储能组件的可用容量大小。


3.根据权利要求1所述的组件均衡电路，其特征在于，所述直流电源是所述组件均衡电路中专门设置的直流电源，或者所述直流电源是现场已有的直流电源。


4.根据权利要求1所述的组件均衡电路，其特征在于：
本储能组串中的所有储能组件连接到同一直流电源上；
或者，将本储能组串中的储能组件分为多组，每组包含多个顺次串联的储能组件，同一组的储能组件连接到同一直流电源上，不同组的储能组件连接到不同的直流电源上。


5.根据权利要求1所述的组件均衡电路，其特征在于，所述组件均衡电路的主电路还包括：在每个二极管上分别串联的熔丝。


6.一种组串均衡电路，应用于储能阵列，其特征在于：
所述组串均衡电路的主电路包括：与所述储能阵列中的每串储能组串一一对应设置的、如权利要求1-5中任一项所述的组件均衡电路的主电路；
所述组串均衡电路的控制电路，用于实时判断所述储能阵列的主充放电回路是处于充电还是放电过程中；在所述储能阵列的主充放电回路处于充电过程中时，控制可用容量变化率低于第二阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开；在所述储能阵列的主充放电回路处于放电过程中时，控制可用容量变化率高于第三阈值的储能组串所对应的可控开关闭合，其他储能组串所对应的可控开关断开。


7.一种双均衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟建，陶磊，吴云，李金生，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34