储能系统及电池管理方法技术方案

本申请提供了一种储能系统及电池管理方法，储能系统包括电池簇、电池控制系统、至少两个第一功率变换模块、母线及第二功率变换模块，电池簇中的多个电池包通过至少两个第一功率变换模块并联至母线，第二功率变换模块的一端与电池簇并联，第二功率变换模块的另一端连接负载或电网。电池控制系统获取第二功率变换模块需向负载或电网提供的目标电流值。电池控制系统基于目标电流值和各电池包的电池参数控制电池包通过电池包并联的第一功率变换模块向母线放电,或控制电池包并联的第一功率变换模块对电池包充电，以均衡各电池包的电池参数或使电池簇输出目标功率。在本申请中，可均衡各电池包的电池参数或者使电池簇输出目标功率，提高了系统稳定性。提高了系统稳定性。提高了系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
储能系统及电池管理方法


[0001]本申请涉及电池储能
，尤其涉及一种储能系统及电池管理方法。

技术介绍

[0002]储能系统通常有多个电池簇，一个电池簇可以由多个电池包串联得到，储能系统可通过多个电池簇并联对负载供电。储能系统中器件衰减速度的不同或者新旧电池的混用可能导致储能系统中各电池包之间的荷电状态(state of charge，SOC)(也可以称为剩余电量)存在较大差异，进而影响储能系统的性能。因此，在新旧电池混用时，在部分电池包充电/放电结束后，未充电/放电结束的电池可以继续充电/放电，此时需要加入电流均衡电路(电流均衡电路通常会采用双向直流(direct current，DC)/DC变换器))以使储能系统工作在以电池包的荷电状态均衡为目标的均衡均流模式。通常来说，储能系统中的电池管理系统可将各个电池簇的SOC变化速率作为判断依据，来确定储能系统是否需要进行均流调整，在储能系统需要均流调整(即各电池包的SOC差距较大)时，各电池包并联的DC/DC变换器会工作在均衡均流模式以均衡各电池包的SOC，然而，在电池包规格不同时，通过SOC变化速率无法准确切换DC/DC变换器的工作模式，从而导致无法均衡各电池包的SOC，适用性弱。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种储能系统及电池管理方法，可均衡各电池包的电池参数或者使电池簇输出目标功率，从而提高了系统稳定性，适用性强。
[0004]第一方面，本申请提供了一种储能系统，该储能系统可包括电池簇、电池控制系统、至少两个第一功率变换模块、母线以及第二功率变换模块。其中，电池簇可包括串联的多个电池包，多个电池包可通过至少两个第一功率变换模块并联至母线，第二功率变换模块的一端与电池簇并联，第二功率变换模块的另一端可连接负载或者电网。这里的第一功率变换模块可以为DC/DC变换模块，对应的，该母线为直流母线。可选的，该第一功率变换模块也可以为DC/AC变换模块，对应的，该母线为交流母线。该电池控制系统可用于获取第二功率变换模块所需向负载或者电网提供的目标电流值。该电池控制系统还用于基于目标电流值和各电池包的电池参数控制电池包通过电池包并联的第一功率变换模块向母线放电，或者控制电池包并联的第一功率变换模块对电池包充电，以均衡各电池包的电池参数或者使电池簇输出目标功率。在本申请中，在电池簇中的各电池包规格不同时，可均衡各电池包的电池参数或者使电池簇输出目标功率，从而提高了系统稳定性，适用性更强。
[0005]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，电池控制系统可用于接收系统控制器下发的第二功率变换模块的电流指令值，并检测各电池包的电池参数，根据各电池包的电池参数和/或第二功率变换模块的电流指令值确定系统控制参数。电池控制系统还用于在系统控制参数达到参数阈值时，控制各第一功率变换模块切换其工作模式至目标模式，并获取目标模式下第二功率变换模块所需向负载或者电网提供的目标电流值。这里的目标模式可以包括目标功率均流模式或者均衡均流模式。在本申请提供的储能系统中，可实现
第一功率变换模块的工作模式的多样性，并且提高了工作模式切换的准确度，适用性更强。
[0006]结合第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，在电池参数包括荷电状态值时，电池控制系统可用于根据各电池包的荷电状态值中的最大荷电状态值和最小荷电状态值确定荷电状态偏差值，并将荷电状态偏差值和/或第二功率变换模块的电流指令值确定为系统控制参数。换言之，系统控制参数可以为荷电状态偏差值、第二功率变换模块的电流指令值、荷电状态偏差值和第二功率变换模块的电流指令值、或者其它参数，具体可根据实际应用场景确定，在此不作限制。在本申请提供的储能系统中，可将荷电状态偏差值和/或第二功率变换模块的电流指令值确定为系统控制参数，进而可通过系统控制参数来准确判断是否将各第一功率变换模块的工作模式切换至目标模式，适用性更强。
[0007]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，在系统控制参数为荷电状态偏差值时，电池控制系统可用于在荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时，确定系统控制参数达到参数阈值，并控制各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式。在本申请提供的储能系统中，可在荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时控制各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式，从而提高了模式切换的准确度，适用性更强。
[0008]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，在系统控制参数包括荷电状态偏差值和第二功率变换模块的电流指令值时，电池控制系统可用于在荷电状态偏差值小于或者等于预设荷电状态阈值、且第二功率变换模块的电流指令值大于第二功率变换模块的电流限幅值时，确定系统控制参数达到参数阈值，并控制各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式。在本申请提供的储能系统中，可在荷电状态偏差值小于或者等于预设荷电状态阈值且上述电流指令值大于电流限幅值时控制各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式，从而提高了模式切换的准确度，适用性更强。
[0009]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，在系统控制参数为第二功率变换模块的电流指令值时，电池控制系统可用于在第二功率变换模块的电流指令值大于第二功率变换模块的电流限幅值时，确定系统控制参数达到参数阈值，并控制各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式。在本申请提供的储能系统中，可在上述电流指令值大于电流限幅值时控制各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式，从而提高了模式切换的准确度，适用性更强。
[0010]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，在系统控制参数包括荷电状态偏差值和第二功率变换模块的电流指令值时，电池控制系统可用于在第二功率变换模块的电流指令值小于或者等于第二功率变换模块的电流限幅值、且荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时，确定系统控制参数达到参数阈值，并控制各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式。在本申请提供的储能系统中，可在上述电流指令值小于或者等于电流限幅值且荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时控制各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式，从而提高了模式切换的准确度，适用性更强。
[0011]结合第一方面第四种可能的实施方式至第一方面第六种可能的实施方式中任一种，在第七种可能的实施方式中，电池控制系统还用于基于各电池包的电池参数确定第二
功率变换模块的电流限幅值，这里的电池参数可包括温度、最大工作电流、荷电状态值、健康状态值(state of health，SOH)以及其它参数。换言之，电池控制系统还用于基于各电池包的温度、最大工作电流、荷电状态值、健康状态值以及其它参数确定第二功率变换模块的电流限幅值。在本申请提供的储能系统中，可基于各电池包的电池参数确定第二功率变换模块的电流限幅值，进一步可判断是否将各第一功率变换模块切换至目标模式，适用性更强。
[0012]结合第一方面第一种可能的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括电池簇、电池控制系统、至少两个第一功率变换模块、母线以及第二功率变换模块，所述电池簇包括串联的多个电池包，所述多个电池包通过所述至少两个第一功率变换模块并联至所述母线，所述第二功率变换模块的一端与所述电池簇并联，所述第二功率变换模块的另一端连接负载或者电网；所述电池控制系统用于获取所述第二功率变换模块所需向所述负载或者电网提供的目标电流值；所述电池控制系统还用于基于所述目标电流值和各电池包的电池参数控制电池包通过电池包并联的第一功率变换模块向所述母线放电，或者控制电池包并联的第一功率变换模块对电池包充电，以均衡所述各电池包的电池参数或者使所述电池簇输出目标功率。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电池控制系统用于接收系统控制器下发的所述第二功率变换模块的电流指令值，并检测各电池包的电池参数，根据所述各电池包的电池参数和/或所述第二功率变换模块的电流指令值确定系统控制参数；所述电池控制系统还用于在所述系统控制参数达到参数阈值时，控制所述各第一功率变换模块切换其工作模式至目标模式，并获取所述目标模式下所述第二功率变换模块所需向所述负载或者电网提供的目标电流值。3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述电池参数包括荷电状态值；所述电池控制系统用于根据所述各电池包的荷电状态值中的最大荷电状态值和最小荷电状态值确定荷电状态偏差值，并将所述荷电状态偏差值和/或所述第二功率变换模块的电流指令值确定为系统控制参数。4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述系统控制参数为所述荷电状态偏差值；所述电池控制系统用于在所述荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时，确定所述系统控制参数达到所述参数阈值，并控制所述各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式。5.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述系统控制参数包括所述荷电状态偏差值和所述第二功率变换模块的电流指令值；所述电池控制系统用于在所述荷电状态偏差值小于或者等于预设荷电状态阈值、且所述第二功率变换模块的电流指令值大于所述第二功率变换模块的电流限幅值时，确定所述系统控制参数达到所述参数阈值，并控制所述各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式。6.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述系统控制参数为所述第二功率变换模块的电流指令值；所述电池控制系统用于在所述第二功率变换模块的电流指令值大于所述第二功率变换模块的电流限幅值时，确定所述系统控制参数达到所述参数阈值，并控制所述各第一功率变换模块切换其工作模式至目标功率均流模式。7.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述系统控制参数包括所述荷电状态偏差值和所述第二功率变换模块的电流指令值；所述电池控制系统用于在所述第二功率变换模块的电流指令值小于或者等于所述第二功率变换模块的电流限幅值、且所述荷电状态偏差值大于预设荷电状态阈值时，确定所
述系统控制参数达到所述参数阈值，并控制所述各第一功率变换模块切换其工作模式至均衡均流模式。8.根据权利要求5
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7任一项所述的储能系统，其特征在于，所述电池控制系统还用于基于所述各电池包的电池参数确定所述第二功率变换模块的电流限幅值，所述电池参数包括温度、最大工作电流、荷电状态值以及健康状态值。9.根据权利要求2
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8任一项所述的储能系统，其特征在于，一个电池包通过一个第一功率变换模块并联至所述母线，所述目标模式为目标功率均流模式，所述电池参数包括最大工作电流；所述电池控制系统用于接收所述系统控制器基于预期功率下发的功率电流值，并向所述各电池包并联的第一功率变换模块下发所述功率电流值，所述功率电流值为所述目标功率均流模式下所述第二功率变换模块所需向所述负载或者电网提供的电流值；所述各电池包中任一电池包并联的任一第一功率变换模块用于吸收所述任一电池包的最大工作电流中除功率电流之外的部分电流并输出至所述母线，或者用于基于所述功率电流值从所述母线上吸收电流并与所述任一电池包向所述第二功率变换模块并联输出，以使所述电池簇向所述第二功率变换模块输出目标功率；其中，所述功率电流的电流值等于所述功率电流值，所述目标功率小于或者等于所述预期功率。10.根据权利要求2
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8任一项所述的储能系统，其特征在于，一个电池包通过一个第一功率变换模块并联至所述母线，所述目标模式为均衡均流模式，所述电池参数包括荷电状态值；所述电池控制系统用于在电池包的荷电状态值大于平均荷电状态值时，控制电池包通过电池包并联的第一功率变换模块向所述母线放电，或者用于在电池包的荷电状态值小于所述平均荷电状态值时控制电池包并联的第一功率变换模块对电池包充电；其中，所述平均荷电状态值为所述各电池包的荷电状态值的平均值。11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述电池参数还包括最大工作电流；所述电池控制系统用于从所述系统控制器接收均衡电流值，并向所述各电池包并联的第一功率变换模块下发所述均衡电流值，所述均衡电流值为所述均衡均流模式下所述第二功率变换模块所需向所述负载或者电网提供的电流值；所述各电池包中任一电池包并联的任一第一功率变换模块用于吸收所述任一电池包的最大工作电流中除均衡电流之外的部分电流并输出至所述母线，或者用于从所述母线上吸收电流以向所述第二功率变换模块输出均衡电流且对所述任一电池包进行充电，以均衡所述各电池包的电池参数；其中，所述均衡电流的电流值等于所述均衡电流值。12.根据权利要求1
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11任一项所述的储能系统，其特征在于，多个电池包通过选择开关连接同一个第一功率变换模块；所述选择开关用于从所述多个电池包中选择目标电池包，以使所述目标电池包通过所述同一个第一功率变换模块并联至所述母线，所述目标电池包为所述多个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠华磊，李琳，郭海滨，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：