一种兼容电池容量差异的储能系统及控制方法技术方案

本文涉及储能领域，提供了一种兼容电池容量差异的储能系统及控制方法，其中，储能系统包括：至少一个簇单元，簇单元包括多个电池包组，每一电池包组包括一电池包及与其连接的一电池包控制器，簇单元中的电池包控制器串联连接后接入储能变流器；每一电池包控制器被配置为：确定本电池包控制器所在簇单元中的电池包总容量；根据所述电池包总容量，计算单位容量电池包输出电压；根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压

【技术实现步骤摘要】
一种兼容电池容量差异的储能系统及控制方法


[0001]本文涉及储能领域，尤其涉及一种兼容电池容量差异的储能系统及控制方法
。

技术介绍

[0002]随着新能源电动车的大量推广使用，未来会有越来越多的退役电池需要妥善处理
。
其中绝大多数电池仅仅是容量出现衰减，不适合更高标准的使用环境，其本身并没有问题，仍然可以在低一级的应用场合使用，这种电池的降级使用即梯次利用，相应的电池称之为梯次电池
。
梯次电池在储能系统的应用可以充分发挥其剩余价值，并进一步降低储能电站的建站成本
。
[0003]电池储能系统中一般是通过电池包串联形成簇，然后单簇输出或通过不同并联方式的多簇并联输出
。
由于串联簇中只要存在一个电芯电荷低整簇就不能放电，只要存在一个电芯电荷满电整簇就不能充电，因此，现有技术中簇单元中电池包的电压相同，部分电池包存在部分容量不能实际利用的问题，单簇簇内部电池之间的性能
(
如电池包容量，电池包荷电状态
(SOC)
等
)
不一致，将使整簇电池实际使用容量大幅下降，具体的，如直接串联整簇实际使用容量只能小于等于最小电池包容量乘以电池个数，电池包荷电状态不一致时，即使相同容量的电池包当簇内电池包荷电状态不同则该簇电池包荷电状态之间的最大差值对应的比例乘以该簇总容量为该簇不能使用的容量
。
[0004]因此，串联电池包形成簇的电池储能系统存在实际使用容量下降，也将导致充放电次数多，造成电池寿命下降
。

技术实现思路

[0005]本文用于解决现有技术中梯次电池应用于储能系统时因电池包之间性能的差异，使得储能系统在充放电运行时存在性能低，以及充放电次数多，电池寿命下降的问题
。
[0006]为了解决上述技术问题，本文一方面提供一种兼容电池容量差异的储能系统，包括：至少一个簇单元，其中，所述簇单元包括多个电池包组，每一电池包组包括一电池包及与其连接的一电池包控制器，所述簇单元中的电池包控制器串联连接后接入储能变流器；
[0007]每一电池包控制器被配置为：确定本电池包控制器所在簇单元中的电池包总容量；根据所述电池包总容量，计算单位容量电池包输出电压；根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压
。
[0008]作为本文进一步实施例中，每一电池包控制器还被配置为：
[0009]确定本电池包控制器所在簇单元中运行电池包的平均电池荷电状态；
[0010]比较本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态及所述平均电池荷电状态；
[0011]根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量；
[0012]根据所述输出电压微调量对本电池包控制器相连电池包组的输出电压进行微调
。
[0013]作为本文进一步实施例中，还包括：与簇单元数量相同的簇控制器，一簇控制器连
接一簇单元中的每一电池包控制器；
[0014]所述簇控制器被配置为：确定相连簇单元中的电池包总容量；根据相连簇单元中的电池包总量，计算单位容量电池包输出电压；将单位容量电池包输出电压发送至相连簇单元中的电池包控制器；
[0015]所述电池包控制器进一步被配置为：根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压
。
[0016]作为本文进一步实施例中，所述簇控制器还被配置为：确定相连簇单元中运行电池包的平均电池荷电状态，将平均电池荷电状态下发至相连簇单元中的电池包控制器；
[0017]所述电池包控制器进一步配置为：比较本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态及所述平均电池荷电状态；根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量；根据所述输出电压微调量对本电池包控制器相连电池包组的输出电压进行微调
。
[0018]作为本文进一步实施例中，根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量，包括：
[0019]当本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态大于所述平均电池荷电状态时，若电池处于充电状态，则设置输出电压微调量为负值，若电池处于放电状态，则设置输出电压微调量为正值；
[0020]当本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态小于所述平均电池荷电状态时，若电池处于充电状态，则设置输出电压微调量为正值，若电池处于放电状态，则设置输出电压微调量为负值
。
[0021]作为本文进一步实施例中，根据所述输出电压微调量对本电池包控制器相连电池包组的输出电压进行微调，包括：
[0022]利用如下公式计算微调后的输出电压：
Voiref+
Δ
Voiref
；
[0023]其中，
Voiref
为调整前的输出电压，
Δ
Voiref
为输出电压微调量
。
[0024]作为本文进一步实施例中，还包括：设置于电池包控制器的两个输出端之间的旁路开关；
[0025]所述电池包控制器还被配置为：接收旁路设置信号；当电池包输出电压为零且设置容量为零时，控制旁路开关闭合或发送输出电压为零信号至相关簇控制器，由相关簇控制器控制旁路开关闭合
。
[0026]作为本文进一步实施例中，所述电池包控制器还被配置为：接收旁路恢复信号；检测所连电池包是否正常，若正常，则控制旁路开关断开；或发送正常信号至相关簇控制器，由相关簇控制器控制旁路开关断开；根据设置的电池包容量，控制输出电压
。
[0027]作为本文进一步实施例中，各电池包控制器及簇控制器确定相连簇单元中的电池包总容量过程包括：
[0028]获取相连簇单元中各电池包的容量；
[0029]对获取电池包的容量进行加和计算，得到相连簇单元中电池包总容量
。
[0030]作为本文进一步实施例中，电池包控制器每隔设定周期间隔重新计算并控制本电池包组的输出电压；
[0031]其中，设定周期根据电池包控制器的控制性能确定
。
[0032]本文另一方面提供一种兼容电池容量差异的储能控制方法，应用于电池包控制
器，所述方法包括：
[0033]确定本电池包控制器所在簇单元中的电池包总容量；
[0034]根据所述电池包总容量，计算单位容量电池包输出电压；
[0035]根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压
。
[0036]作为本文进一步实施例中，还包括：
[0037]确定本电池包控制器所在簇单元中运行电池包的平均电池荷电状态；
[0038]比较本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态及所述平均电池荷电状态；
[0039]根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量；
[0040]根据所述输出电压微调量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种兼容电池容量差异的储能系统，其特征在于，包括：至少一个簇单元，其中，所述簇单元包括多个电池包组，每一电池包组包括一电池包及与其连接的一电池包控制器，所述簇单元中的电池包控制器串联连接后接入储能变流器；每一电池包控制器被配置为：确定本电池包控制器所在簇单元中的电池包总容量；根据所述电池包总容量，计算单位容量电池包输出电压；根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压
。2.
如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，每一电池包控制器还被配置为：确定本电池包控制器所在簇单元中运行电池包的平均电池荷电状态；比较本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态及所述平均电池荷电状态；根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量；根据所述输出电压微调量对本电池包控制器相连电池包组的输出电压进行微调
。3.
如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：与簇单元数量相同的簇控制器，一簇控制器连接一簇单元中的每一电池包控制器；所述簇控制器被配置为：确定相连簇单元中的电池包总容量；根据相连簇单元中的电池包总量，计算单位容量电池包输出电压；将单位容量电池包输出电压发送至相连簇单元中的电池包控制器；所述电池包控制器进一步被配置为：根据单位容量电池包输出电压，计算并控制本电池包控制器相连电池包组的输出电压
。4.
如权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述簇控制器还被配置为：确定相连簇单元中运行电池包的平均电池荷电状态，将平均电池荷电状态下发至相连簇单元中的电池包控制器；所述电池包控制器进一步配置为：比较本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态及所述平均电池荷电状态；根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量；根据所述输出电压微调量对本电池包控制器相连电池包组的输出电压进行微调
。5.
如权利要求2或4所述的储能系统，其特征在于，根据比较结果及充放电状态确定输出电压微调量，包括：当本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态大于所述平均电池荷电状态时，若电池处于充电状态，则设置输出电压微调量为负值，若电池处于放电状态，则设置输出电压微调量为正值；当本电池包控制器相连电池包组中电池包的电池荷电状态小于所述平均电池荷电状态时，若电池处于充电状态，则设置输出电压微调量为正值，若电池处于放电状态，则设置输出电压微调量为负值
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余蜜，张欣，李祥，魏学良，彭华良，李运，
申请(专利权)人：武汉中为高科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：