一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法技术

本发明专利技术公开了一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法，包括如下步骤：基于电池簇管理单元获取若干个电池的运行信息；依据运行信息及自检结果、告警保护状态和通信状态，基于电池簇管理单元判断每个电池是否满足均衡启动条件和均衡保护条件；在均衡启动条件和均衡保护条件均满足时，向电池管理单元发送均衡启动指令；基于电池管理单元，判断其电压信息和温度信息是否在预设范围内，如是则对相应电池进行均衡控制，如否则使电池维持现有状态。通过均衡电池电压保护策略，避免了由装置硬件故障、电池工作异常、通信异常等内外因可能造成的误均衡、过度均衡，最大限度的保证均衡过程中电池工作的安全可靠。程中电池工作的安全可靠。程中电池工作的安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法


[0001]本专利技术涉及充电控制
，特别涉及一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法。

技术介绍

[0002]双碳目标确立之后，能源电力系统清洁低碳转型步伐加快，新能源也迎来了新的发展机遇。但新能源发电出力不稳定、波动大、难预测的特性，天然的增加了电力系统维持安全稳定运行的工作量和难度。为了解决这一难题，各省纷纷出台政策，鼓励新能源侧配置一定比例的储能，从源头上缓解新能源发电间歇性、波动性对电力系统带来的冲击，保障新能源的友好接入。
[0003]为了保证储能电站中电池的安全可靠运行，储能电站都配备电池管理系统，对电池的充放电过程进行控制，并实时监测电池运行状态，同时在储能系统出现异常或故障时及时告警或跳闸，最大限度的保护电池。为了达到一定的电压等级和容量，单体电池经过串并联之后组成电池箱，电池箱串联之后组成电池簇，多簇并联组成电池堆。如图1所示，电池管理系统与电池系统架构相对应，分为三层：BMU电池管理单元、BCU电池簇管理单元和BSU电池系统管理单元。BMU负责采集电池箱内各单体电池的电压和温度信息。BCU作为电池管理系统的中间层级，收集下层BMU的单体电池信息，并向上层BSU提供整簇电池运行状态信息，可实现单体电池和电池簇的数据采集和监测、均衡管理、电量统计、热管理、保护判别等功能。BSU作为最上层单元，负责收集整堆电池的运行信息，与PCS联动控制实现整堆电池的充放电，并向监控系统提供电池堆的基本运行信息数据。
[0004]由于材料、工艺等原因，即使相同型号生产的同一批次的单体电池间在性能上也会存在一定的差异，且这种差异性会随着长时间的充放电表现的越来越明显，导致整簇电池的可用容量减少，降低电池使用寿命，如图2所示。为了解决串联电池组的不一致性问题，市场上主流的电池管理系统都具备主动均衡功能。通过电池箱与单体或单体与单体之间的能量转移，来减小单体电池间的差异，提高电池簇的可用容量和使用寿命。但目前针对于主动均衡的研究，主要还是集中于均衡控制策略上，以电压、SOC或容量为均衡依据，通过相应的控制策略提高单体电池的一致性；很少考虑因为采样偏差、通信异常或均衡回路故障等内外因引起的误均衡、过度均衡对电池可能带来的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的是提供一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法，通过均衡电池电压保护策略，避免了由装置硬件故障、电池工作异常、通信异常等内外因可能造成的误均衡、过度均衡，最大限度的保证均衡过程中电池工作的安全可靠。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法，包括如下步骤：
[0007]基于电池簇管理单元获取若干个电池的运行信息；
[0008]依据所述运行信息及自检结果、告警保护状态和通信状态，基于所述电池簇管理单元判断每个所述电池是否满足均衡启动条件和均衡保护条件；
[0009]在所述均衡启动条件和所述均衡保护条件均满足时，向电池管理单元发送均衡启动指令；
[0010]基于所述电池管理单元，判断其电压信息和温度信息是否在预设范围内，如是则对相应所述电池进行均衡控制，如否则使所述电池维持现有状态。
[0011]进一步地，所述均衡启动条件包括：静置工况、充电工况和放电工况；
[0012]所述判断每个所述电池是否满足均衡启动条件，包括：
[0013]在所述电池处于静置工况时：
[0014]如V
max
‑
V
avg
>V
avg
‑
V
min
且V
max
‑
V
avg
>V
ths
，则放电均衡，
[0015]如V
avg
‑
V
min
>V
max
‑
V
avg
且V
avg
‑
V
min
>V
ths
，则充电均衡；
[0016]在所述电池处于充电工况时：
[0017]如V
max
‑
V
avg
>V
thc
，则放电均衡，
[0018]如V
max
‑
V
avg
<V
thc
且V
avg
‑
V
min
>V
thc
，则充电均衡；
[0019]在所述电池处于放电工况时：
[0020]如V
max
‑
V
avg
>V
thd
且V
avg
‑
V
min
<V
thd
，则放电均衡，
[0021]如V
avg
‑
V
min
>V
thd
，则充电均衡；
[0022]其中，V
max
、V
min
、V
avg
分别为单体所述电池电压的最大值、最小值和平均值，V
ths
、V
thc
、V
thd
分别为静置、充电、放电均衡启动阈值。
[0023]进一步地，所述判断每个所述电池是否满足均衡保护条件，包括：
[0024]依据均衡闭锁条件，判断所述电池是否满足均衡保护条件。
[0025]进一步地，所述均衡闭锁条件包括：自检故障、告警保护和/或通信异常；
[0026]所述自检故障包括：采样偏差及断线检测、AD自检故障和/或均衡回路故障；
[0027]所述告警保护包括：单体过欠压严重告警、过欠温及温差过大严重告警和/或充放电过流严重告警；
[0028]所述通信异常包括：电池簇管理单元与电池管理单元通信终端。
[0029]进一步地，所述采样偏差包括：相邻通道采样偏差和末尾通道采样偏差；
[0030]当1≤n≤N
‑
1时，满足条件V
avg
‑
V
n
>V
adj_th
且V
n+1
‑
V
avg
>V
adj_th
，则判断为相邻通道采样偏差；
[0031]当n＝N时，满足条件V
avg
‑
V
n
>V
end_th
，则判断为末尾通道采样偏差；
[0032]其中，N为串联电池的总个数；V<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法，其特征在于，包括如下步骤：基于电池簇管理单元获取若干个电池的运行信息；依据所述运行信息及自检结果、告警保护状态和通信状态，基于所述电池簇管理单元判断每个所述电池是否满足均衡启动条件和均衡保护条件；在所述均衡启动条件和所述均衡保护条件均满足时，向电池管理单元发送均衡启动指令；基于所述电池管理单元，判断其电压信息和温度信息是否在预设范围内，如是则对相应所述电池进行均衡控制，如否则使所述电池维持现有状态。2.根据权利要求1所述的串并联组合式电池簇的均衡保护控制方法，其特征在于，所述均衡启动条件包括：静置工况、充电工况和放电工况；所述判断每个所述电池是否满足均衡启动条件，包括：在所述电池处于静置工况时：如V
max
‑
V
avg
&gt;V
avg
‑
V
min
且V
max
‑
V
avg
&gt;V
ths
，则放电均衡，如V
avg
‑
V
min
&gt;V
max
‑
V
avg
且V
avg
‑
V
min
&gt;V
ths
，则充电均衡；在所述电池处于充电工况时：如V
max
‑
V
avg
&gt;V
thc
，则放电均衡，如V
max
‑
V
avg
&lt;V
thc
且V
avg
‑
V
min
&gt;V
thc
，则充电均衡；在所述电池处于放电工况时：如V
max
‑
V
avg
&gt;V
thd
且V
avg
‑
V
min
&lt;V
thd
，则放电均衡，如V
avg
‑
V
min
&gt;V
thd
，则充电均衡；其中，V
max
、V
min
、V
avg
分别为单体所述电池电压的最大值、最小值和平均值，V
ths
、V
thc
、V
thd
分别为静置、充电、放电均衡启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王法宁，张鹏远，谢青松，张鹏，阮仕双，王京，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司许昌许继软件技术有限公司许昌许继电科储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：