储能系统技术方案

本申请提供了一种储能系统，储能系统包括电池簇，电池簇通过直流母线与直流电源和负载耦合，电池簇包括多个电池包，电池包中包括控制器、第一电芯组、第二电芯组和多个开关管，第一电芯组负极通过第一开关管和第二开关管与第二电芯组的正极连接，第一电芯组的正极通过第三开关管和第四开关管与第二电芯组的负极连接，第一开关管和第二开关管的连接端与第三开关管和第四开关管的连接端相连。控制器基于第一电芯组和第二电芯组两端的电压控制各个开关管，以接入或者旁路电池包中任一电芯组。采用本申请，可避免在电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出整个电池包，并主动均衡所有电芯组的电荷状态，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率。高了电芯组利用率。高了电芯组利用率。

【技术实现步骤摘要】
储能系统


[0001]本申请涉及电子电力领域，尤其涉及一种储能系统。

技术介绍

[0002]随着新能源供电系统大规模接入电网，以及电力削峰填谷、调压调频、发展微电网等方面的需要，储能系统的重要性愈发凸显。由于单体电芯的标称电压较低，储能系统一般由多个电芯组串联构成电池包，然后电池包串联组成电池簇实现储能系统供电电压和容量的提升。当储能系统长期运行时，会出现电池包故障(或者电压不均衡)影响电池簇的充放电能力，现有的电池储能系统中，一般通过将整个故障电池包切除以避免故障电池包影响电池簇充放电。然而，当电池包是由于电池包中部分电芯组不能正常工作而发生故障时，故障电池包中还有部分正常工作的电芯组，将整个电池包切除的方式会导致电芯组利用率低，电池包控制精度低。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种储能系统，可避免在故障电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出整个电池包，以及主动均衡所有电芯组的电荷状态，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0004]第一方面，本申请提供了一种储能系统，该储能系统包括电池簇，上述电池簇通过直流母线分别与直流电源和负载耦合，上述电池簇包括串联的多个电池包，上述电池包中包括控制器、第一电芯组、第二电芯组以及多个开关管，上述第一电芯组的负极通过串联的第一开关管和第二开关管与上述第二电芯组的正极连接，上述第一电芯组的正极通过串联的第三开关管和第四开关管与上述第二电芯组的负极连接，上述第一开关管和上述第二开关管的连接端与上述第三开关管和上述第四开关管的连接端相连，上述第一电芯组的正极作为上述电池包的第一输入/输出端，上述第二电芯组的负极作为上述电池包的第二输入/输出端。上述控制器用于基于上述第一电芯组和上述第二电芯组两端的电压控制上述各个开关管导通或者关断，以接入或者旁路上述电池包中任一电芯组。
[0005]在本申请中，储能系统中出现电池包故障或者不均衡的时，通过控制器将电池包中出现故障或者电压不均衡的电芯组(可以是电池包中的全部或者部分电芯组)切出故障电池包所在的电池簇，而保留接入故障电池包中正常工作的电芯组。例如，当电池包中的第一电芯组出现故障或者电压不均衡，而第二电芯组正常工作时，控制器可以控制各个开关管将电池包中第一电芯组旁路以切出故障电池包所在的电池簇，并将接入第二电芯组接入电池簇以继续充放电，从而避免在故障电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，增强了电芯组电荷状态均衡效果，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0006]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电芯组两端的第一电压和上述第二电芯组两端的第二电压大于充电阈值时，控制上述第三开关管
和上述第四开关管导通以及上述第一开关管和上述第二开关管关断，以旁路上述第一电芯组和上述第二电芯组。此外，上述控制器还可以在上述第一电压和第二电压不大于上述充电阈值时，控制各个开关管(比如，控制上述第一开关管、第二开关管导通，控制第三开关管、第四开关管关断)以重新将上述第一电芯组和上述第二电芯组接入电池簇。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现电压过高(即电压不均衡)的电芯组切出电池包所在的电池簇，而保留电池包中电压正常的电芯组接入电池簇。避免在电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0007]结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电芯组两端的第一电压和上述第二电芯组两端的第二电压小于放电阈值时，控制上述第三开关管和上述第四开关管导通以及上述第一开关管和上述第二开关管关断，以旁路上述第一电芯组和上述第二电芯组。此外，上述控制器还可以在上述第一电压和第二电压不小于上述放电阈值时，控制各个开关管以重新将上述第一电芯组和上述第二电芯组接入电池簇。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现电压过低(即电压不均衡)的电芯组切出电池包所在的电池簇，而保留电池包中电压正常的电芯组接入电池簇。避免在电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0008]结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电芯组两端的第一电压和上述第二电芯组两端的第二电压保持不变且保持预设时间后，控制上述第三开关管和上述第四开关管导通以及上述第一开关管和上述第二开关管关断，以旁路上述第一电芯组和上述第二电芯组。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现故障的电芯组切出故障电池包所在的电池簇，而保留故障电池包中正常工作的电芯组接入电池簇。避免在故障电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0009]结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电压大于充电阈值且上述第二电压不大于上述充电阈值时，控制上述第二开关管和上述第三开关管导通以及上述第一开关管和上述第四开关管关断，以旁路上述第一电芯组、接入上述第二电芯组。此外，上述控制器还可以在上述第一电压不大于上述充电阈值时，控制各个开关管(比如，控制上述第一开关管导通，控制第三开关管关断)以重新将上述第一电芯组接入电池簇。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现电压过高的第一电芯组切出电池包所在的电池簇，而保留电池包中电压正常的第二电芯组接入电池簇。避免在电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0010]结合第一方面，在第五种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电压小于放电阈值且上述第二电压不小于上述放电阈值时，控制上述第二开关管和上述第三开关管导通以及上述第一开关管和上述第四开关管关断，以旁路上述第一电芯组、接入上述第二电芯组。此外，上述控制器还可以在上述第一电压不大于上述充电阈值时，控制各个开关管以重新将上述第一电芯组接入电池簇。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现电压过低的第一电芯组切出电池包所在的电池簇，而保留电池包中电压正常的第二电芯组
接入电池簇。避免在电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了电芯组利用率，储能系统的充放电效率更高。
[0011]结合第一方面，在第六种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一电芯组两端的第一电压保持不变且保持预设时间后，控制上述第二开关管和上述第三开关管导通以及上述第一开关管和上述第四开关管关断，以旁路上述第一电芯组、接入上述第二电芯组。储能系统中的电池包通过控制器将电池包中出现故障或者电压不均衡的第一电芯组切出故障电池包所在的电池簇，而保留故障电池包中无故障的第二电芯组接入电池簇。避免在故障电池包中还有正常工作的电芯组的情况下切出正常工作的电芯组，电池包控制精度更高，提高了本文档来自技高网...

【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，所述电池簇通过直流母线分别与直流电源和负载耦合，所述电池簇包括串联的多个电池包，所述电池包中包括控制器、第一电芯组、第二电芯组以及多个开关管，所述第一电芯组的负极通过串联的第一开关管和第二开关管与所述第二电芯组的正极连接，所述第一电芯组的正极通过串联的第三开关管和第四开关管与所述第二电芯组的负极连接，所述第一开关管和所述第二开关管的连接端与所述第三开关管和所述第四开关管的连接端相连，所述第一电芯组的正极作为所述电池包的第一输入/输出端，所述第二电芯组的负极作为所述电池包的第二输入/输出端；所述控制器用于基于所述第一电芯组和所述第二电芯组两端的电压控制所述各个开关管导通或者关断，以接入或者旁路所述电池包中任一电芯组。2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电芯组两端的第一电压和所述第二电芯组两端的第二电压大于充电阈值时，控制所述第三开关管和所述第四开关管导通以及所述第一开关管和所述第二开关管关断，以旁路所述第一电芯组和所述第二电芯组。3.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电芯组两端的第一电压和所述第二电芯组两端的第二电压小于放电阈值时，控制所述第三开关管和所述第四开关管导通以及所述第一开关管和所述第二开关管关断，以旁路所述第一电芯组和所述第二电芯组。4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电芯组两端的第一电压和所述第二电芯组两端的第二电压保持不变且保持预设时间后，控制所述第三开关管和所述第四开关管导通以及所述第一开关管和所述第二开关管关断，以旁路所述第一电芯组和所述第二电芯组。5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电压大于充电阈值且所述第二电压不大于所述充电阈值时，控制所述第二开关管和所述第三开关管导通以及所述第一开关管和所述第四开关管关断，以旁路所述第一电芯组、接入所述第二电芯组。6.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电压小于放电阈值且所述第二电压不小于所述放电阈值时，控制所述第二开关管和所述第三开关管导通以及所述第一开关管和所述第四开关管关断，以旁路所述第一电芯组、接入所述第二电芯组。7.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第一电芯组两端的第一电压保持不变且保持预设时间后，控制所述第二开关管和所述第三开关管导通以及所述第一开关管和所述第四开关管关断，以旁路所述第一电芯组、接入所述第二电芯组。8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制器用于在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华佳，程从智，陈保国，
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：