一种基于异质电池架构的储能方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及电池技术，公开了一种基于异质电池架构的储能方法和系统，其包括至少一组第一特性电池、至少一组第二特性电池和控制器(5)；第一特性电池相互串联构成第一电池组(1)，第二特性电池相互串联构成第二电池组(2)；第一电池组(1)与第二电池组(2)并联构成异质电池组，电池组串联有控制器件(4)；第一电池组(1)与第二电池组(2)均串联有电阻。通过将两种不同特性的电池匹配到一致的电压平台，两种特性电池相互之间钳制电压，则整个的储能系统不需要额外的过压保护，从而设计成本低；并有利于延长特性电池寿命；储能系统将两个独立电池系统合在一起，进一步降低各个电池的使用量，降低成本、节省空间和重量。节省空间和重量。节省空间和重量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于异质电池架构的储能方法和系统


[0001]本专利技术涉及电池技术，尤其涉及了一种基于异质电池架构的储能方法和系统。

技术介绍

[0002]目前动力系统的节能降耗可以通过以下四条路线实现：轻量化，即大幅降低单车整备质；MHEV(Micro Hybrid Electric Vehicle)微混技术(48V系统或12V系统)；HEV重混技术；EV和PHEV技术。MHEV微混技术和HEV重混技术都是在传统动力架构上采用的技术，相比而言:微混系统具有更快的上装速度；HEV系统市场有限，面临微混和PHEV的上夹下攻；智能化所带来的用电需求，微混系统也能满足。
[0003]目前部分车上安装的第一代12V微混系统的储能系统主要是以12V的AGM铅酸为主，同时为了取得更好的减排效果、用户体验、满足中近期汽车电子化的需求，开始开发第二代微混系统，目前有48V BSG和12V BSG两条路线。
[0004]其中12V的BSG成本低，节能效果偏低(5％-7％)，仍采用AGM铅酸电池，但电池寿命短，用户承担替换成本，；48V成本高，节能效果明显(10％-15％)，采用一个12V的AGM铅酸，一个48V锂电(需要满足低温高倍率的要求)，其成本很高，且两者独立，通过双向DC/DC连接。
[0005]例如专利名称为：一种多个电池串联的微混合动力系统，专利申请号为：CN201310355250.2；申请日为：2013-08-15，一种多个电池串联的微混合动力系统，属于微混合(Micro Hybrid)动力系统
该微混合动力系统至少包括车辆的起停系统中的电机以及用于驱动所述电机和/或回收存储所述电机发电的电量的电池模块；电池模块包括N个依次串联连接的电池，每个电池并具有适应于车载电子负载系统的相同的额定电压值，其中，N为大于或等于2的整数，并且设置N使电池模块的额定电压值低于人体最大安全电压值。
[0006]例如专利名称，具有电池和超级电容器的能源装置和系统；专利申请号：201280023856.X；申请日为：2012-03-16；专利中记载了，一种电池系统，包括外壳，该外壳符合标准形状系数，诸如国际电池委员会制定的类组。电池和至少一个超级电容器设置在外壳中并且相互连接以在电池端子出提供电能。控制和/或调节电路也可设置在外壳中并与电池和超级电容器相互连接。电池系统可设计成对诸如车辆和其他应用中的现有电池进行改造。标准形状系数的使用使得能够几乎不改变或者不改变用于安放电池系统的物理和电系统。
[0007]采用两套不同的储能系统，两个分立储能系统均需要通过DC/DC变压器进行连接。
[0008]专利名称为：具有锂离子和铅酸电池单元的双存储系统和方法；申请号：201380078366.4；申请日：2013-12-16，专利申请中记载了一种电池系统可以包括电气地串联的多个电池单元组件。多个电池单元组件中的第一电池单元组件包括第一锂离子电池单元和第一铅酸电池单元，所述第一铅酸电池单元与第一锂离子电池单元电气地并联从而使得第一铅酸电池单元被配置成抵抗第一锂离子电池单元的过度充电和过度放电。
[0009]利用电压平台的特性，通过铅酸电池保护锂电电池过度充电和过度放电，只是利用铅酸电池保护锂电电池。
[0010]现有技术中多个电池组需要以相互独立的储能系统集成实现，要求不同特性的电池能够独立满足其启动需求，储能系统的设计均含有DC/DC变压器，且DC/DC变压器需要双向工作，整个储能系统的总体成本高、集成度低、体积大、且节能效率低。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术中多个电池组需要以相互独立的储能系统集成实现，要求不同特性的电池能够独立满足其启动需求，储能系统的设计均含有DC/DC变压器，且DC/DC变压器需要双向工作，整个储能系统的总体成本高、集成度低、体积大、且节能效率低的缺点，提供了一种基于异质电池架构的储能方法和系统。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
[0013]一种基于异质电池架构的储能系统，其包括至少一组第一特性电池和至少一组第二特性电池；第一特性电池相互串联构成第一电池组，第二特性电池相互串联构成第二电池组；第一电池组与第二电池组并联构成异质电池组；第一电池组与第二电池组均串联有电阻。
[0014]通过将两种不同特性的电池匹配到一致的电压平台，只需采用普通铅酸电池，不需要AGM铅酸电池；只需通常锂电池(特例为磷酸铁锂电池)，不需要低温高倍率锂电池(特例为低温高倍率磷酸铁锂电池)；由于将两种不同特性的电池合并在一个系统内，铅酸电池和锂电池都可以减少容量；锂电池保护变简单，降控制系统成本；铅酸电池控制和锂电池直联，省去铅酸电池检测传感器IBS；铅酸电池维持在高SOC，寿命改善；内在冗余可提供故障容忍；基于两种不同特性的电池匹配到一致的电压平台，通过特定结构设计可保持铅酸和锂电的独立更换；同时铅酸电池内含的大比热液体对锂电池具有温控的作用，有效地延长锂电电池的寿命，节省不必要的锂电热管理设计。
[0015]储能系统将两个独立电池系统合在一起，进一步降低各个电池的使用量，降低成本、节省空间和重量。储能系统将两个独立电池系统合在一起，进一步降低各个电池的使用量，降低成本、节省空间和重量。
[0016]作为优选，还包括2个分流器，分别为第一分流器和第二分流器，第一分流器与第一电池组连接，第二分流器与第二电池组连接。
[0017]储能系统通过分别在不同的电池组串联分流器，实时的检测通过每组不同特性电池组通过的电流，有利于对于不同特性的电池组串联电阻阻值的确定。
[0018]作为优选，还包括1个分流器，分流器与异质电池组连接。通过设计一个分流器，进一步降低了储能系统的成本。
[0019]作为优选，还包括DC/DC变压器和开关单元，且第一特性电池和第二特性电池为2组或2组以上；DC/DC变压器与其中一组电池组中最后一组特性电池连接，连接后的电路与开关单元连接。
[0020]对于大于12V储能系统的设计，通过将DC/DC变压器与其中一组电池组中最后一组特性电池串联进一步降低了设计的成本。
[0021]作为优选，等效电阻包括固化不可调电阻、固化可调电阻或开关控制电阻。
[0022]作为优选，第一特性电池为铅酸电池，第二特性电池为磷酸铁锂电池。
[0023]一种基于异质电池架构的储能方法，其包括如下步骤：
[0024]异质电池组的构建，将第一特性电池互串联构成第一电池组，第二特性电池相互串联构成第二电池组；第一电池组与第二电池组并联构成异质电池组；
[0025]电阻阻值的确定，第一电池组和/或第二电池组串联有电阻，通过等效电阻数学模型或电池极化曲线的数学模型确定电阻阻值。
[0026]本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过将两种不同特性的电池匹配到一致的电压平台，只需采用普通铅酸电池，不需要AGM铅酸电池；只需通常锂电池(特例为磷酸铁锂电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异质电池架构的储能系统，包括至少一组第一特性电池和至少一组第二特性电池；第一特性电池相互串联构成第一电池组(1)，第二特性电池相互串联构成第二电池组(2)；第一电池组(1)与第二电池组(2)并联构成异质电池组；其特征在于，第一电池组(1)和/或第二电池组(2)串联有电阻。2.根据权利要求1所述的一种基于异质电池架构的储能系统，其特征在于，还包括2个分流器，分别为第一分流器(31)和第二分流器(32)，第一分流器(31)与第一电池组(1)连接，第二分流器(32)与第二电池组(2)连接。3.根据权利要求1所述的一种基于异质电池架构的储能系统，其特征在于，还包括1个分流器(3)，分流器(3)与异质电池组连接。4.根据权利要求2或3所述的一种基于异质电池架构的储能系统，其特征在于，还包括DC/DC变压器和开关单元(6)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤曦东，
申请(专利权)人：杭州智仝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：