一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统技术方案

本发明专利技术一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统，在动态重构电池单元的电池或电池包异常及故障时，控制相应开关并通过均衡母线将受控均衡调压及替代的电池单元模块与相应的异常电池或电池包并联，进行替代并调节次级端电压，保持电池单元组串簇的电压满足储能变流器直流侧工作电压范围及电池单元组串簇之间的电压一致性要求；在电池或电池包电量不一致偏差大于设定阈值时，控制

【技术实现步骤摘要】
一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统


[0001]本专利技术属于电池储能
，具体涉及一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统
。

技术介绍

[0002]电池储能系统是由大量的小电量电池，通过串并连接构成电池组串或电池单元，并通过储能变流器接入电网进行充放电
。
由于电池单体本身具有不一致性的缺陷，特别是电池受温度影响加剧了不一致性，对于安装摆放的物理位置不同，电池散热不一致，对电池不一致性影响进一步增加，不仅造成电池储能系统充放电产生整体效率下降的短板效应，而且容易产生个别电池电压及电量偏差过大，造成电池过充或过放乃至燃爆的不安全风险
。
因此，需要对电池组进行个性化均衡调节及动态维护，保障电池及电池组串充放电的电池电压及电量一致性在可控范围内，避免电池过充
、
过放和短板效应，提高电池储能系统的安全性和利用率以及投资收益
。
[0003]为此，业界工程技术人员不断研发与实践，提出了一些解决方案，如：国家知识产权局公布的专利技术专利
>《
一种电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统，其特征在于，至少一个受控均衡调压及替代的电池单元模块与多个动态重构电池单元串联，每个动态重构电池单元均通过相应的均衡直流母线第1选通开关
K10
和均衡直流母线第2选通开关
K20
按照电池单元组串簇奇偶排序，分别连接电池单元第1均衡线和电池单元第2均衡线，并且由受控均衡调压及替代的电池单元模块通过内部正极单刀双掷电控开关和负极单刀双掷电控开关各自分别连接电池单元第1均衡线和电池单元第2均衡线，构成受控动态均衡与替代的重构电池单元组串簇，并由至少一个受控动态均衡与替代的重构电池单元组串簇通过直流汇流保护高压仓连接储能变流器，同时由储能系统控制单元
EMS
通过储能系统控制总线分别连接各动态重构电池单元的电池单元控制模块和受控均衡调压及替代的电池单元模块中均衡调压及替代电池模块控制器以及直流汇流保护高压仓与储能变流器，构成储能系统控制路径及电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统
。2.
根据权利要求1所述一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统，其特征在于，所述均衡直流母线第1选通开关
K10
和均衡直流母线第2选通开关
K20
，依据各动态重构电池单元和受控均衡调压及替代的电池单元模块串联构成的受控动态均衡与替代的重构电池单元组串簇，由组串簇一端第1个电池或电池包为起点并为奇数，奇偶依次排序，奇数的电池或电池包连接的均衡直流母线第1选通开关
K10
或均衡直流母线第2选通开关
K20
连接电池单元第1均衡线，偶数的电池或电池包连接的均衡直流母线第1选通开关
K10
或均衡直流母线第2选通开关
K20
连接电池单元第2均衡线
。3.
根据权利要求1所述一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统，由多个动态重构电池单元串联，且串联接入至少一个受控均衡调压及替代的电池单元模块，构成各电池或电池包受控动态投切的受控动态均衡与替代的重构电池单元组串簇；其特征在于，当动态重构电池单元的电池或电池包异常及故障时，控制相应开关并通过均衡母线将受控均衡调压及替代的电池单元模块与相应动态重构电池单元的异常电池或电池包并联，控制受控均衡调压及替代的电池单元模块进行替代并调节次级端电压，保持受控动态均衡与替代的重构电池单元组串簇的电压满足储能变流器直流侧工作电压范围，并满足电池模块组串簇之间的电压一致性要求；在电池或电池包电量不一致偏差大于设定阈值时，控制
DC/DC
双向变换器通过电池单元第1均衡线和电池单元第2均衡线，与相应的电池或电池包并接，进行动态均衡，构成电池单元动态均衡电力路径
。4.
根据权利要求1所述一种电池单元动态均衡与替代的可重构储能系统，其特征在于，所述受控均衡调压及替代的电池单元模块由电池或电池包并接在
DC/DC
双向变换器的初级，由
DC/DC
双向变换器次级的正极端通过均衡与调压电池模块正极开关
K3
连接电池单元模块外接正极端子，
DC/DC
双向变换器次级的负极端通过均衡与调压电池模块负极开关
K4
连接电池单元模块外接负极端子；由电池或电池包分别通过电池包负极第1连接开关
K7
连接电池单元模块外接负极端子，通过电池包负极第2连接开关
K8
连接
DC/DC
双向变换器初级的负极端，通过电池包正极第1连接开关
K9
连接
DC/DC
双向变换器初级的正极端，通过电池包正极第2连接开关
K6
连接电池单元模块外接正极端子，由电池单元模块外接负极端子通过
DC/DC
双向变换器旁路维修开关
K5
连接电池单元模块外接正极端子，由电池单元模块外接负极端子通过均衡直流母线第1选通开关
K10
连接电池单元模块负极侧外接均衡直流母线连接端子，以及正极单刀双掷电控开关的
Ka
端子连接电池单元模块外接正极端子
、
正极
单刀双掷电控开关的
Kb
端子连接电池单元第1均衡线
、
正极单刀双掷电控开关的
Kc
端子连接电池单元第2均衡线，以及负极单刀双掷电控开关的
Ka
端子连接
DC/DC
双向变换器次级的负极端
、
负极单刀双掷电控开关的
Kb
端子连接电池单元第1均衡线
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：发明
国别省市：