一种放电均衡控制方法和电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种放电均衡控制方法和电池系统，该控制方法包括：基于所有电池模块的平均输出电流，获得电流信号；比较电流信号和当前电池模块的输出电流，经比例积分调节后，得到电阻调节信号；基于电阻调节信号调整预设的静态阻值，获得电阻信号；基于电阻信号和当前电池模块的输出电流，获得电压信号；以电压信号为参考，调整参考电压，获得修正参考电压；基于修正参考电压构建电压外环，并以电压外环输出信号作为参考电流构建电流内环；基于电流内环输出信号，生成驱动信号以控制DC/DC变换单元工作。该控制方法能够提高并联的电池模块放电时的均流响应速度，细化均流调节颗粒度，提高电池模块的利用率。提高电池模块的利用率。提高电池模块的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种放电均衡控制方法和电池系统


[0001]本专利技术涉及放电控制
，具体涉及一种放电均衡控制方法和电池系统。

技术介绍

[0002]随着风力发电、光伏发电和电动汽车等新能源产业的兴起，大功率储能系统得到广泛应用。现有的大功率储能系统一般采用串联或并联的方式整合电池模块，特别的，采用并联方式连接时，可以与DC/DC变换器等器件配合，在输出符合要求的电流的情况下，又能够满足功率扩展的需求。
[0003]对于该种并联的电池系统，由于电池单体性能、DC/DC变换器和线路参数等参数的差别，并联运行过程中会出现负载电流分配不均的问题，为此，现有技术中提出了若干均流控制技术以保证电池系统的放电均衡，例如：主从电源法、平均电流自动均流法、最大电流自动均流法等；但是，该些方法存在实时性差、调节粗糙等问题，均流效果差，仍会导致电池系统中各个电池模块的SOC离散性加大，降低电池模块的利用率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中存在的上述缺陷或问题，提供一种放电均衡控制方法和电池系统，该控制方法能够提高并联的电池模块放电时的均流响应速度，细化均流调节颗粒度，提高电池模块的利用率。
[0005]为达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种放电均衡控制方法，应用于电池组件，所述电池组件包括若干个并联的电池模块，每一所述电池模块包括至少一储能单元和至少一DC/DC变换单元；所述DC/DC变换单元用于连接所述储能单元和用电负载；针对每一所述电池模块，所述方法包括：基于所有电池模块的平均输出电流，获得电流信号；比较电流信号和当前电池模块的输出电流，经比例积分调节后，得到电阻调节信号；基于电阻调节信号调整预设的静态阻值，获得电阻信号；基于电阻信号和当前电池模块的输出电流，获得电压信号；以电压信号为参考，调整参考电压，获得修正参考电压；基于修正参考电压构建电压外环，并以电压外环输出信号作为参考电流构建电流内环；基于电流内环输出信号，生成驱动信号以控制所述DC/DC变换单元工作。
[0007]进一步的，所述电流信号为所有电池模块的平均输出电流经所有电池模块的平均SOC和当前模块的SOC的比值调整后获得。
[0008]进一步的，所述电阻调节信号为所述电流信号与当前电池模块的输出电流作差后得到偏差信号，再对偏差信号进行比例积分调节获得。
[0009]进一步的，所述电压信号为所述电阻信号与当前电池模块的输出电流作乘法后获得；所述修正参考电压为所述参考电压与电压信号作差后获得；所述驱动信号为所述电流内环输出信号进行PWM调制后获得。
[0010]进一步的，基于预设的电压范围，对所述电压信号进行限幅以获得修正电压信号，
并基于修正电压信号获得所述修正参考电压。
[0011]进一步的，所述电池组件中，每一所述电池模块包括两与所述储能单元连接的DC/DC变换单元；当该两DC/DC变换单元输出端并联时，针对每一所述电池模块，所述方法中：所述所有电池模块的平均输出电流为所有电池模块中两DC/DC变换单元所对应的平均输出电流之和；所述当前电池模块的输出电流为该电池模块两DC/DC变换单元的输出电流之和；所述电流内环包括两互相独立的控制环路，二者均以所述电压外环输出信号作为参考电流，并分别用于控制对应的所述DC/DC变换单元工作。
[0012]进一步的，所述电池组件中，每一所述电池模块包括两与所述储能单元连接的DC/DC变换单元；当该两DC/DC变换单元输出端串联时，针对每一所述电池模块，所述方法包括：基于所有电池模块的平均输出电流，获得第一电流信号和第二电流信号；比较第一电流信号、第二电流信号和当前电池模块中对应的DC/DC变换单元的输出电流，经比例积分调节后，得到第一电阻调节信号和第二电阻调节信号；基于第一电阻调节信号和第二电阻调节信号调整预设的静态阻值，获得第一电阻信号和第二电阻信号；基于第一电阻信号和第二电阻信号和当前电池模块中对应的DC/DC变换单元的输出电流，获得第一电压信号和第二电压信号；；基于第一电阻信号和第二电阻信号和当前电池模块中对应的DC/DC变换单元的输出电流，获得第一电压信号和第二电压信号；分别以第一电压信号和第二电压信号为参考，调整参考电压，获得第一修正参考电压和第二修正参考电压；基于第一修正参考电压和第二修正参考电压分别构建电压外环，并以两电压外环输出信号作为参考电流分别构建电流内环；基于两电流内环输出信号，生成驱动信号以控制对应的所述DC/DC变换单元工作。
[0013]进一步的，当所述电池模块中两DC/DC变换单元输出端并联时，所述电压外环以其中一DC/DC变化单元的输出电压为反馈电压，经比例积分调节后生成电压外环输出信号；所述电流内环以对应的DC/DC变换单元的输出电流为反馈电流，经比例积分调节后生成电流内环输出信号。
[0014]进一步的，当所述电池模块中两DC/DC变换单元输出端串联时，各所述电压外环以其对应的DC/DC变化单元的输出电压为反馈电压，经比例积分调节后生成对应的电压外环输出信号；各所述电流内环以其对应的DC/DC变换单元的输出电流为反馈电流，经比例积分调节后生成对应的电流内环输出信号。
[0015]此外，本专利技术还提供一种电池系统，其包括电池组件，所述电池组件包括若干个并联的电池模块，每一所述电池模块包括至少一储能单元、至少一DC/DC变换单元和一控制单元；每一所述DC/DC变换单元均用于连接所述储能单元和用电负载；所述控制单元包括：电流信号生成部，其适于依据所有电池模块的平均输出电流，获得电流信号；电阻信号生成部，其适于比较电流信号和当前电池模块的输出电流，经比例积分调节后，得到电阻调节信号，并基于电阻调节信号调整预设的静态阻值，获得电阻信号；电压信号生成部，其适于依据电阻信号和当前电池模块的输出电流，获得电压信号；修正参考电压生成部，其适于以电压信号为参考，调整参考电压，获得修正参考电压；环路控制部，其适于依据修正参考电压构建电压外环，并以电压外环输出信号作为参考电流构建电流内环；驱动控制部，其适于依据电流内环输出信号，生成驱动信号以控制所述DC/DC变换单元工作。
[0016]由上述对本专利技术的描述可知，相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0017]本专利技术提供的放电均衡控制方法中，通过生成电压信号，对参考电压进行调整，并
以调整后得到的修正参考电压为基础构建电压外环，再通过电压外环和电流内环的双环控制策略生成驱动信号以控制DC/DC变换单元工作，通过该种方式，可有效地提高双环控制策略的均流响应速度，从而改善以并联方式整合电池模块的电池组件的输出实时性，提高电池模块的利用率；
[0018]其中，电压信号基于电阻信号和当前电池模块的输出电流获得，电阻信号用于表示DC/DC变换单元线路中的虚拟阻抗，通过增加虚拟阻抗实现DC/DC变换单元的下垂控制，消除不同电池模块的DC/DC变换单元之间的不平衡阻抗，使得功率输出均衡；并且，由于虚拟阻抗并不是在线路中增加实际电阻，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放电均衡控制方法，其特征是：应用于电池组件，所述电池组件包括若干个并联的电池模块，每一所述电池模块包括至少一储能单元和至少一DC/DC变换单元；所述DC/DC变换单元用于连接所述储能单元和用电负载；针对每一所述电池模块，所述方法包括：基于所有电池模块的平均输出电流，获得电流信号；比较电流信号和当前电池模块的输出电流，经比例积分调节后，得到电阻调节信号；基于电阻调节信号调整预设的静态阻值，获得电阻信号；基于电阻信号和当前电池模块的输出电流，获得电压信号；以电压信号为参考，调整参考电压，获得修正参考电压；基于修正参考电压构建电压外环，并以电压外环输出信号作为参考电流构建电流内环；基于电流内环输出信号，生成驱动信号以控制所述DC/DC变换单元工作。2.如权利要求1所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，所述电流信号为所有电池模块的平均输出电流经所有电池模块的平均SOC和当前模块的SOC的比值调整后获得。3.如权利要求1所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，所述电阻调节信号为所述电流信号与当前电池模块的输出电流作差后得到偏差信号，再对偏差信号进行比例积分调节获得。4.如权利要求1所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，所述电压信号为所述电阻信号与当前电池模块的输出电流作乘法后获得；所述修正参考电压为所述参考电压与电压信号作差后获得；所述驱动信号为所述电流内环输出信号进行PWM调制后获得。5.如权利要求1所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，基于预设的电压范围，对所述电压信号进行限幅以获得修正电压信号，并基于修正电压信号获得所述修正参考电压。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，所述电池组件中，每一所述电池模块包括两与所述储能单元连接的DC/DC变换单元；当该两DC/DC变换单元输出端并联时，针对每一所述电池模块，所述方法中：所述所有电池模块的平均输出电流为所有电池模块中两DC/DC变换单元所对应的平均输出电流之和；所述当前电池模块的输出电流为该电池模块两DC/DC变换单元的输出电流之和；所述电流内环包括两互相独立的控制环路，二者均以所述电压外环输出信号作为参考电流，并分别用于控制对应的所述DC/DC变换单元工作。7.如权利要求1
‑
5所述的一种放电均衡控制方法，其特征是，所述电池组件中，每一所述电池模块包括两与所述储能单元连接的DC/DC变换单元；当该两DC/DC变换单元输出端串联时，针对每一所述电池模块，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张堡森，王定富，吕永银，郑伟龙，
申请(专利权)人：科华数据股份有限公司，
类型：发明
国别省市：