一种电池单元、储能系统和电池管理方法技术方案

本申请公开了一种电池单元、储能系统和电池管理方法，实现了在切除任一电池单元瞬间，都不影响电池串中其他电池单元的正常运行。该电池单元包括：电池单元本体、电池管理系统、续流单元、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元与所述电池单元本体相串联后再与所述续流单元并联，所述续流单元还与所述第二开关单元并联。所述电池管理系统，用于在检测到所述电池单元本体满足切除条件时，先控制所述第一开关单元断开再控制所述第二开关单元闭合；在检测到所述电池单元本体满足再投入条件时，先控制所述第二开关单元断开再控制第一开关单元闭合。开关单元闭合。开关单元闭合。

【技术实现步骤摘要】
一种电池单元、储能系统和电池管理方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种电池单元、储能系统和电池管理方法。

技术介绍

[0002]目前的储能系统设计中，将一个单体电池或多个单体电池的组合视为一个电池单元(例如图1a所示)，再将多个电池单元串联在一起组成一个电池串(例如图1b所示)，以满足储能系统扩压扩容需求。
[0003]在电池串运行过程中，在某些场合下需要将电池串中个别电池单元切除，等到合适时机再投入。但现有技术在电池单元切除时和再投入时均需要电池串退出运行，这无疑会影响电池串的在线率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种电池单元、储能系统和电池管理方法，以实现电池单元投切前后电池串不断路，从而提高电池串的在线率。
[0005]一种电池单元，包括：电池单元本体、电池管理系统、续流单元、第一开关单元和第二开关单元；
[0006]所述第一开关单元与所述电池单元本体相串联后再与所述续流单元并联，所述续流单元还与所述第二开关单元并联；
[0007]所述电池管理系统，用于在检测到所述电池单元本体满足切除条件时，先控制所述第一开关单元断开再控制所述第二开关单元闭合；在检测到所述电池单元本体满足再投入条件时，先控制所述第二开关单元断开再控制第一开关单元闭合。
[0008]可选的，在所述电池单元本体切除时：随所述第一开关单元的断开，所述第一开关单元所在支路的电流换流到所述续流单元所在支路；随所述第二开关单元的闭合，所述续流单元所在支路的电流换流到所述第二开关单元所在支路；
[0009]在所述电池单元本体再投入时：随所述第二开关单元的断开，所述第二开关单元所在支路的电流换流到所述续流单元所在支路；随所述第一开关单元的闭合，所述续流单元所在支路的电流换流到所述第一开关单元所在支路。
[0010]可选的，所述续流单元的阻抗与所述电池单元本体的内阻之差超过阈值。
[0011]可选的，所述续流单元包括电阻单元和电容单元，所述电阻单元与所述电容单元相串联；
[0012]或者，所述续流单元包括电阻单元和电感单元，所述电阻单元与所述电感单元相串联；
[0013]或者，所述续流单元包括电感单元和电容单元，所述电感单元与所述电容单元相串联；
[0014]或者，所述续流单元包括电阻单元、电感单元和电容单元，所述电感单元和所述电
容单元相并联后再与所述电阻单元串联。
[0015]可选的，所述第一开关单元和所述第二开关单元的类型为继电器、接触器、可控硅、IGBT、MOS管或三极管。
[0016]可选的，所述电池单元本体满足切除条件，包括：所述电池单元本体故障，或所述电池单元本体充电至自身储能超过第一阈值，或所述电池单元本体放电至自身储能低于第二阈值。
[0017]可选的，所述电池单元本体满足再投入条件，包括：所述电池单元本体故障消除，或所述电池单元本体所在电池串中的全部电池单元本体都充电至自身储能超过所述第一阈值，或所述电池单元本体所在电池串中的全部电池单元本体都放电至自身储能低于所述第二阈值。
[0018]可选的，所述先控制所述第一开关单元断开再控制所述第二开关单元闭合，包括：先控制所述第一开关单元断开，经过死区时间之后，再控制所述第二开关单元闭合；
[0019]所述先控制所述第二开关单元断开再控制第一开关单元闭合，包括：先控制所述第二开关单元断开，经过死区时间之后，再控制第一开关单元闭合。
[0020]一种储能系统，包括：能量转换装置，以及接入所述能量转换装置的至少一个电池串；所述电池串包括多个相串联的电池单元，所述电池单元为上述公开的任一种电池单元。
[0021]可选的，所述能量转换装置包括：至少一路DC/DC电路或DC/AC电路或DC/DC电路和DC/AC电路的组合。
[0022]可选的，所述能量转换装置配置有主控单元；所述主控单元与各电池单元中的电池监控单元之间存在通讯连接，用于对各电池监控单元进行集中管理和/或分担各电池监控单元的负荷。
[0023]一种电池管理方法，应用于电池单元，所述电池单元包括电池单元本体、续流单元、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元与所述电池单元本体相串联后再与所述续流单元并联，所述续流单元还与所述第二开关单元并联；
[0024]所述电池管理方法包括：
[0025]在电池单元运行过程中，检测所述电池单元本体是否满足切除条件，若是，先控制所述第一开关单元断开再控制所述第二开关单元闭合；
[0026]检测所述电池单元本体是否满足再投入条件，若是，先控制所述第二开关单元断开再控制第一开关单元闭合。
[0027]可选的，在上述电池管理方法中，所述电池单元本体满足切除条件，包括：所述电池单元本体故障，或所述电池单元本体充电至自身储能超过第一阈值，或所述电池单元本体放电至自身储能低于第二阈值。
[0028]可选的，在上述电池管理方法中，所述电池单元本体满足再投入条件，包括：所述电池单元本体故障消除，或所述电池单元本体所在电池串中的全部电池单元本体都充电至自身储能超过所述第一阈值，或所述电池单元本体所在电池串中的全部电池单元本体都放电至自身储能低于所述第二阈值。
[0029]从上述的技术方案可以看出，本专利技术在原有电池单元的基础上，增加了电池管理系统、第一开关单元K1、第二开关单元K2和续流单元。在电池管理系统通过控制K1和K2进行电池单元投切过程中，电池串电流会通过该电池单元中的续流单元进行换流，不会造成电
池串断路，从而提高了电池串的在线率。
附图说明
[0030]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。
[0031]图1a为现有技术公开的一种电池单元结构示意图；
[0032]图1b为现有技术公开的一种电池串结构示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例公开的一种电池单元结构示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例公开的一种电池串结构示意图；
[0035]图4a为图3所示电池串处于充电状态且各电池单元均串联在电池串回路中时，对应的电池串电流回路示意图；
[0036]图4b为图4a所示电池串中电池单元2#的K1断开时，对应的电池串电流回路示意图；
[0037]图4c为图4b所示电池串中电池单元2#的K2闭合时，对应的电池串电流回路示意图；
[0038]图5a为图3所示电池串处于放电状态且各电池单元均串联在电池串回路中时，对应的电池串电流回路示意图；
[0039]图5b为图5a所示电池串中电池单元2#的K1断开时，对应的电池串电流回路示意图；
[0040]图5c为图5b所示电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池单元，其特征在于，包括：电池单元本体、电池管理系统、续流单元、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元与所述电池单元本体相串联后再与所述续流单元并联，所述续流单元还与所述第二开关单元并联；所述电池管理系统，用于在检测到所述电池单元本体满足切除条件时，先控制所述第一开关单元断开再控制所述第二开关单元闭合；在检测到所述电池单元本体满足再投入条件时，先控制所述第二开关单元断开再控制第一开关单元闭合。2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，在所述电池单元本体切除时：随所述第一开关单元的断开，所述第一开关单元所在支路的电流换流到所述续流单元所在支路；随所述第二开关单元的闭合，所述续流单元所在支路的电流换流到所述第二开关单元所在支路；在所述电池单元本体再投入时：随所述第二开关单元的断开，所述第二开关单元所在支路的电流换流到所述续流单元所在支路；随所述第一开关单元的闭合，所述续流单元所在支路的电流换流到所述第一开关单元所在支路。3.根据权利要求2所述的电池单元，其特征在于，所述续流单元的阻抗与所述电池单元本体的内阻之差超过阈值。4.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述续流单元包括电阻单元和电容单元，所述电阻单元与所述电容单元相串联；或者，所述续流单元包括电阻单元和电感单元，所述电阻单元与所述电感单元相串联；或者，所述续流单元包括电感单元和电容单元，所述电感单元与所述电容单元相串联；或者，所述续流单元包括电阻单元、电感单元和电容单元，所述电感单元和所述电容单元相并联后再与所述电阻单元串联。5.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元的类型为继电器、接触器、可控硅、IGBT、MOS管和三极管中的任意一个或任意多个的组合。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的电池单元，其特征在于，所述电池单元本体满足切除条件，包括：所述电池单元本体故障，或所述电池单元本体充电至自身储能超过第一阈值，或所述电池单元本体放电至自身储能低于第二阈值。7.根据权利要求6所述的电池单元，其特征在于，所述电池单元本体满足再投入条件，包括：所述电池单元本体故障消除，或所述电池单元本体所在电池串中的全部电池单元本体都充电至自身储能超过所述第一阈值，或所述电池单元本体所在电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，曹伟，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：