【技术实现步骤摘要】
电池系统的电压均衡的控制方法及系统
本专利技术涉及电能存储
，特别涉及一种电池系统的电压均衡的控制方法及系统。
技术介绍
电池已经被广泛应用于电能存储领域，例如电动汽车、储能等，实际使用时大量的单体电池经过并联和串联形成电池系统，以便于满足能量和容量需求。在典型的储能应用中，多个单体电池经过并联和串联形成电池组，多个电池组串联构成电池簇，因此电池簇的电压较高，一般为500V至900V。由于单体电池的内阻较小，电池簇由多个单体电池经过低阻抗的导电金属组成，所以电池簇的内阻也很小。如果两个电池簇的电压差较大时，并联使用后，在电池簇之间则会形成较大的环流，从而影响电池系统的正常运行，造成的影响具体包括：(1)在电池簇的正极开关单元和负极开关单元闭合时，产生瞬时大电流，导致开关单元闭合失败，甚至造成开关单元损坏；(2)经过开关单元、断路器、熔丝等保护器件的电流增大，影响保护器件的使用寿命；(3)电池系统内部的损耗增大，发热增加，影响电池使用寿命和安全。现有的技术方案主要通过如下两种方式解决大规模电池系统中多个电池簇并联时电压差和环流问题：(1)电池簇增加被动均衡电阻；(2)电池簇增加二极管器件。但是，上述两种方案分别存在如下缺陷：(1)通过电池簇内部增加被动均衡电阻的方案需要在每个电池簇内部增加额外的功率电阻器件，依据允许的最高电池簇间压差设计功率电阻的阻值和额定功率，为了适应较大范围的电池簇间压差，并且实现各个电池簇之间的均衡，电阻的额定功率较大，因而器件的体积和损耗较大。同时，电阻需要放置在...
【技术保护点】
1.一种电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，所述电池系统包括至少两个电池簇，所述控制系统包括控制器和功率变换模块；/n所述控制器与每个所述电池簇电连接；/n所述功率变换模块与所述控制器以及每个所述电池簇电连接；所述控制器用于采集每个所述电池簇的电压值；/n所述控制器还用于根据所述电压值判断所述电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则根据所述电压值确定所述电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至所述功率变换模块；/n所述功率变换模块用于根据所述控制指令，采用设定功率对所述目标电池簇进行电压均衡控制。/n
【技术特征摘要】
1.一种电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，所述电池系统包括至少两个电池簇，所述控制系统包括控制器和功率变换模块；
所述控制器与每个所述电池簇电连接；
所述功率变换模块与所述控制器以及每个所述电池簇电连接；所述控制器用于采集每个所述电池簇的电压值；
所述控制器还用于根据所述电压值判断所述电池系统是否满足预设均衡条件，若满足，则根据所述电压值确定所述电池系统中需要进行电压均衡的目标电池簇，生成控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述控制指令，采用设定功率对所述目标电池簇进行电压均衡控制。
2.如权利要求1所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，每个所述电池簇包括电池组和开关单元；
所述电池组和所述开关单元电连接；
所述控制器与所述开关单元电连接；
所述控制器用于控制所述开关单元的闭合和断开；
所述开关单元用于控制对应的所述电池组处于通电状态或断电状态。
3.如权利要求2所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，所述开关单元包括正极接触器和负极接触器；
所述正极接触器的一端与正极母线电连接，所述正极接触器的另一端与所述电池组的正极电连接，所述电池组的负极与所述负极接触器的一端电连接，所述负极接触器的另一端与负极母线电连接；
所述控制器分别与所述正极接触器和所述负极接触器电连接；
所述控制器用于控制所述正极接触器和所述负极接触器的闭合和断开；
所述功率变换模块的一端与所述正极母线电连接，所述功率变换模块的另一端与所述负极母线电连接；
当所述功率变换模块用于向所述电池系统中的所述目标电池簇充电时，所述功率变换模块与外部电网电连接，所述功率变换模块用于将所述外部电网输入的交流电转换为直流电并充电至所述目标电池簇；
当所述功率变换模块用于对所述电池系统中的所述目标电池簇放电时，所述功率变换模块与外部设备电连接，所述功率变换模块用于将所述电池簇中的直流电转换为交流电并放电至所述外部设备或所述外部电网。
4.如权利要求2所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，所述控制器用于对每个所述电池簇的所述电压值进行排序，获取所述电压值中的最高电压值和最低电压值并计算得到两者的差值；
所述预设均衡条件包括所述差值大于第一设定阈值。
5.如权利要求4所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值小于第二设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第一目标电池簇；
所述控制器还用于生成第一控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第一控制指令，以第一功率依次对所述第一目标电池簇中的每个所述电池簇进行充电；
其中，所述控制器还用于在对所述第一目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行充电时，控制所述第一目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；
所述控制器还用于在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第二设定阈值时，控制所述功率变换模块停止充电；
其中，当所述第二设定阈值为所述电池系统被均衡前所述电压值中的最高电压值时，所述第一目标电池簇为所述电池系统中除最高电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。
6.如权利要求4所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于生成第二控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第二控制指令，以第二功率对最低电压值的所述电池簇充电；
所述控制器还用于在处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值时，控制所述电池簇与相邻较高电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；
所述功率变换模块还用于采用所述第二功率对并联后的所述电池簇充电，并重复调用所述控制器判断处于充电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较高电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；
所述控制器用于在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器用于控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇充电，且在所述电池簇的电压值达到第三设定阈值时控制所述功率变换模块停止充电。
7.如权利要求4所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值大于第四设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第二目标电池簇；
所述控制器还用于生成第三控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第三控制指令，以第三功率依次对所述第二目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；
其中，所述控制器还用于在对所述第二目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第二目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；
所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第四设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；
其中，当所述第四设定阈值为所述电压值中的最低电压值时，所述第二目标电池簇为所述电池系统中除最低电压值对应的所述电池簇之外的其他所述电池簇。
8.如权利要求4所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于生成第四控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第四控制指令，以第四功率对最高电压值的所述电池簇放电；
所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值时，控制所述电池簇与相邻较低电压值的所述电池簇并联，并调用所述功率变换模块；
所述功率变换模块还用于采用所述第四功率对并联后的所述电池簇放电，并重复调用所述控制器判断处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到均衡前相邻较低电压值，直至所述电池系统中所有所述电池簇并联；
所述控制器用于在所述电池系统中所有所述电池簇并联时控制所述功率变换模块停止；或，所述控制器用于控制所述功率变换模块对所述电池系统中所有所述电池簇并联后的所述电池簇放电，且在所述电池簇的电压值达到第五设定阈值时控制所述功率变换模块停止放电。
9.如权利要求4所述的电池系统的电压均衡的控制系统，其特征在于，在所述电池系统满足所述预设均衡条件时，所述控制器用于将所述电压值大于第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第三目标电池簇，以及将所述电压值小于或者等于所述第六设定阈值的所述电池簇作为需要进行电压均衡的第四目标电池簇；
所述控制器还用于生成第五控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第五控制指令，以第五功率依次对所述第三目标电池簇中的每个所述电池簇进行放电；
其中，所述控制器还用于在对所述第三目标电池簇中的任意一个所述电池簇进行放电时，控制所述第三目标电池簇中的其他所述电池簇的所述开关单元处于断开状态；
所述控制器还用于在处于放电状态的所述电池簇的所述电压值达到所述第六设定阈值时，控制所述功率变换模块停止放电；
所述控制器还用于生成第六控制指令并发送至所述功率变换模块；
所述功率变换模块用于根据所述第六控制指令，以第六功率依次对...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，孙越，陈谦，叶飞，李霄，李杨，
申请(专利权)人：上海电气国轩新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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