一种储能系统及多机并联电流分配方法技术方案

本发明专利技术提供一种储能系统及多机并联电流分配方法，系统包括：整流器AC/DC，AC/DC将市电转换为直流电后连接到汇流母线；电池柜，电池柜包括继电器、多个并联在汇流母线上的电池插箱和边缘智能网关ECM，电池插箱包括功率型电池管理系统PBMS和电芯，电芯的电压经PBMS调节后汇集到汇流母线。其中，ECM根据电池插箱的容量Q、电池电量状态SOC和电池健康状态SOH自动分配单个电池插箱的充、放电电流，使得各个电池插箱同时充满或放空电。同时设计一种多机并联电流分配方法，可根据各个电池插箱状态自动分配充放电电流，以实现各个电池插箱同时充满或放空。本发明专利技术可实现不同类型、不同容量、新旧电池混用。电池混用。电池混用。

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统及多机并联电流分配方法


[0001]本专利技术涉及电气工程领域，特别是涉及一种储能系统及多机并联电流分配方法。

技术介绍

[0002]通信基站后备电源系统的建设，传统是采用铅酸蓄电池方案。近几年，随着锂电池价格逐步降低，特别是磷酸铁锂电池具有安全性较好，以及能量密度比铅酸蓄电池更高、循环寿命更长、运营维护成本更低的特点，因此各电信运营商均在分批次地采用磷酸铁锂电池替换原有的铅酸蓄电池。同时，5G基站的储能市场逐步兴起，削峰填谷应用的磷酸铁锂电池系统越来越大量地投入基站运行。
[0003]这些变化，导致当前通信基站中出现了不同时间或批次、不同容量的电池组并存和混合运行的局面。为了最大程度保护基站既有投资，充分利用基站的电池资源，实现不同类、不同批电池组混用的目的，并确保这些电池组汇流的安全性和便利性，需要设计一种电池系统并针对该电池系统多电池插箱并联使用工况设计一种充放电电流分配方法，且该电池系统可兼容铅酸使用。
[0004]其次，传统储能系统中，不同类型的电池(如铅酸和磷酸铁锂电池)混用，使锂电池柜与铅酸直接并联，同充同放，一般锂电池循环寿命是铅酸的5倍以上，这会导致需要频繁更换铅酸电池，不利于站点维护。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种储能系统及多机并联电流分配方法，用于解决现有技术中传统储能系统并机使用时，在充电工况时各个电池箱按照预先设定充电限流值进行充电，此充电电流值在系统使用过程中不能根据电池状态自动进行调节的问题。本专利技术还可以解决在放电工况时各个电池插箱放电电流不可控。不能根据电池插箱容量(Q)，SOC(State Of Charge，电池电量状态)，SOH(State Of Health，电池健康状态)自动分配单个电池插箱充放电电流，以实现各个电池插箱同时充满放空，最大化电池利用率，以及需要频繁更换铅酸电池的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种储能系统，其特征在于，包括：
[0007]整流器AC/DC，所述AC/DC将市电转换为直流电后连接到汇流母线；
[0008]电池柜，所述电池柜包括继电器、多个并联在所述汇流母线上的电池插箱和边缘智能网关ECM，所述电池插箱包括功率型电池管理系统PBMS和电芯，所述电芯的电压经所述PBMS调节后汇集到所述汇流母线；
[0009]其中，所述ECM根据所述电池插箱的容量Q、电池电量状态SOC和电池健康状态SOH自动分配单个所述电池插箱的充、放电电流，使得各个所述电池插箱同时充满或放空电。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述功率型电池管理系统PBMS包括双向直流转直流DC/DC变换器和电池管理系统BMS，所述PBMS和所述ECM通过控制器局域网络CAN组网，所述ECM单独对每个所述电池插箱进行控制，以使其充、放电电流达到预期电流值。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述双向直流转直流DC/DC变换器为双向Buck
‑
Boost拓扑结构。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述ECM通过所述CAN与各个所述电池插箱交互，汇总各所述电池插箱的状态信息后，将电压参数发送给各个所述电池插箱，同时单独对每个所述电池插箱发送电流及充放电指令。
[0013]于本专利技术的一实施例中，还包括备用电池，需要工作时，所述ECM控制所述继电器断开所述电池插箱连接所述备用电池。
[0014]于本专利技术的一实施例中，在电池插箱优先模式，需要放电时，所述ECM控制所述继电器断开，所述备用电池离线，所述DC/DC变换器工作于升压放电模式，所述汇流母线的电压稍高于所述AC/DC设定输出电压时，所述AC/DC输出关断，外部负载消耗的能量全部由所述电池插箱提供，所述电池插箱持续放电时，所述汇流母线电压维持不变；需要充电时，所述汇流母线的电压维持不变，所述DC/DC变换器先以降压充电模式工作，待所述电池插箱电压升高到等于或高于所述汇流母线的电压时，切换至升压充电模式。
[0015]于本专利技术的一实施例中，所述电池插箱可以是锂电池插箱，所述备用电池可以是铅酸电池或锂电池。
[0016]本专利技术进一步提供一种用于根据以上所述的储能系统的多机并联电流分配方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0017]S100，根据电池插箱的容量Q、电池电量状态SOC和电池健康状态SOH计算每个所述电池插箱的充放电电流值；
[0018]S101，判断所述储能系统处于需要充电还是需要放电状态；
[0019]S102，分别比较计算获得的所述充放电电流值与各个所述电池插箱当前状态允许的最大充放电电流，取较小值作为所述电池插箱的充放电电流，分别给到单个的所述电池插箱发送充放电指令；
[0020]S103，当某一所述电池插箱充满、放空或因故障不能充放电时，控制所述电池插箱结束充电或结束放电，而不影响其它所述电池插箱的充、放电运行。
[0021]于本专利技术的一实施例中，所述S100步骤包括以下步骤：
[0022]将各个所述电池插箱的所述SOC按照从低到高排列；
[0023]选择所述SOC的中间值作为初始SOC(SOC初始)，以I基准＝0.35C为基准充电电流，以Q当前＝Q初始*SOH为当前Q，来计算所述电池插箱充放电到目标SOC(SOC目标)所需要的基准时间T基准；
[0024]根据基准时间T基准计算各个所述电池插箱的充放电电流Ix；
[0025]其中，1C表示电池一小时完全放电时电流强度，单位A；Q初始为电池出厂容量，单位Ah。
[0026]于本专利技术的一实施例中，所述T
基准
的计算公式为：T
基准
＝所述Q
当前
*(|所述SOC
目标
‑
所述SOC
初始
|)/所述I
基准
，所述充放电电流Ix的计算公式为：Ix＝Qx
当前
*(|SOCx
目标
‑
SOCx
初始
|)/T
基准
。
[0027]如上所述，本专利技术的储能系统及多机并联电流分配方法，具有以下有益效果：电池可充可放，电压可升可降。电池柜内置边缘智能网关ECM，可控制铅酸切断，让系统工作于锂电池优先模式，避免备用电池(铅酸电池或锂电池)长期浮充，节省电费，提高寿命，降低备
用电池(铅酸电池或锂电池)更换频率。可以根据电池当前容量Q
当前
，电池电量状态SOC，电池健康状态SOH自动分配充放电电流，使不同电池插箱同时充电或放电到目标SOC值，以实现不同类型、不同容量、新旧电池共用。
附图说明
[0028]图1显示为本专利技术储能系统的架构示意图。
[0029]图2显示为本专利技术的多机并联电流分配方法的方法流程示意图。
[0030]图3显示为本专利技术的多机并联电流分配方法中充电电流分配方法的流程示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，其特征在于，包括：整流器AC/DC，所述AC/DC将市电转换为直流电后连接到汇流母线；电池柜，所述电池柜包括继电器、多个并联在所述汇流母线上的电池插箱和边缘智能网关ECM，所述电池插箱包括功率型电池管理系统PBMS和电芯，所述电芯的电压经所述PBMS调节后汇集到所述汇流母线；其中，所述ECM根据所述电池插箱的容量Q、电池电量状态SOC和电池健康状态SOH自动分配单个所述电池插箱的充、放电电流，使得各个所述电池插箱同时充满或放空电。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于：所述功率型电池管理系统PBMS包括双向直流转直流DC/DC变换器和电池管理系统BMS，所述PBMS和所述ECM通过控制器局域网络CAN组网，所述ECM单独对每个所述电池插箱进行控制，以使所述充、放电电流达到预期电流值。3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于：所述双向直流转直流DC/DC变换器为双向Buck
‑
Boost拓扑结构。4.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于：所述ECM通过所述CAN与各个所述电池插箱交互，汇总各所述电池插箱的状态信息后，将电压参数发送给各个所述电池插箱，同时单独对每个所述电池插箱发送电流及充放电指令。5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于：还包括备用电池，需要工作时，所述ECM控制所述继电器断开所述电池插箱连接所述备用电池。6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于：在电池插箱优先模式，需要放电时，所述ECM控制所述继电器断开，所述备用电池离线，所述DC/DC变换器工作于升压放电模式，所述汇流母线的电压稍高于所述AC/DC设定输出电压时，所述AC/DC输出关断，外部负载消耗的能量全部由所述电池插箱提供，所述电池插箱持续放电时，所述汇流母线电压维持不变；需要充电时，所述汇流母线的电压维持不变，所述DC/DC变换器先以降压充电模式工作，待所述电池插箱电压升高到等于或高于所述汇流母线的电压时，切换至升压充电模式。7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于：所述电池插箱可以是锂电池插箱，所述备用电池可以是铅酸电池或锂电池。8.一种用于根据权利要求1至7任...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书，孙胜前，雷达，王小琼，
申请(专利权)人：岳阳耀宁新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：