【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于箱式电源控制的，具体涉及一种船用集装箱式电源的均衡控制系统及其方法和介质。
技术介绍
1、近年来，纯电池动力船型的发展和应用成为践行“碳达峰、碳中和”的国家战略部署，是实现我国船舶行业节能减排和转型升级的重要路径之一。船用集装箱式移动电源是一种适用于快速换电模式的大型电动船舶的动力之源。现阶段，箱式电源的电池直流侧往往设计成多簇并联的形式，由于温度场和内阻的不一致性，多个电池簇并联时存在电流不均衡的问题。现有技术中，通过在每一电池簇的输出端和船舶直流母线间增加一个dcdc方案，解决电流不均衡的问题，但是成本过高，功耗和体积较大且控制复杂；倘若每一电池簇轮流充电直至充满，则充电时间过长，且充电机效率得不到最大化利用。基于此，本专利技术提出一种船用集装箱式电源的均衡控制系统及其方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种船用集装箱式电源的均衡控制系统及其方法和介质，能在降低成本的基础上，通过均衡控制系统及方法实现箱式电源全天候簇内均衡策略，控制放电无环流，充电时每一电池簇均衡充满，保证箱式电源充电后良好的一致性，节约充电时间，提高效率，延长箱式电源的平均无故障工作时间和使用寿命。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，公开一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，所述均衡控制系统包括箱式电源控制单元、显示器、动力连接器、电池簇直流母线及电池系统；
4、所述电池系统由并联于电池簇
5、所述电池簇包括电池簇管理单元、配电单元及电池单元；
6、所述箱式电源控制单元通过通信线分别与显示器、动力连接器及电池系统中各电池簇的电池簇管理单元通信连接；
7、所述动力连接器与电池簇直流母线电气连接；
8、所述电池簇中的电池单元与配电单元电气连接；
9、所述配电单元与电池簇直流母线电气连接；
10、所述配电单元用于电池单元的放电单向电流控制。
11、作为优选的技术方案，所述电池簇的电池单元包括m个串联的电池箱；每个电池箱配置一个电池采集单元，通过采集线束进行连接；
12、所述电池采集单元包括电压采集器和温度采集器；
13、所述电压采集器包含均衡电路；
14、所述电池采集单元通过通信线与电池簇管理单元通信连接。
15、作为优选的技术方案，所述电池簇的配电单元包括放电继电器、充电继电器、预充继电器、电阻及单向二极管；
16、所述放电继电器和充电继电器串联；
17、所述单向二极管并联于充电继电器两端；
18、所述预充继电器与电阻串联后并联于放电继电器两端。
19、另一方面，提供一种基于上述均衡控制系统的均衡控制方法，所述均衡控制方法包括第一层级箱式电源簇内级均衡控制方法和第二层级箱式电源簇间级控制方法；
20、所述第一层级箱式电源簇内级均衡方法采用全天候均衡标签法，即：在箱式电源充电结束后，电池簇管理单元对电池簇电池单元的电池箱电压进行计算和排序，在下一次充电周期前，采用被动均衡的方式，对最高单体电压排序靠前的电池箱进行放电，直至下一次充电时重新排序；
21、所述第二层级箱式电源簇间级控制方法包括放电和充电两个方面；其中，放电方面：放电时通过控制电池簇中的配电单元只能放电，无法逆流充电；充电方面：充电时采用以最高单体电压为目标的多阶段均衡充电方法，保证电池簇电池单元中每一电池箱的最高单体电压达到满充目标值。
22、作为优选的技术方案，所述第一层级箱式电源簇内级均衡方法具体为：
23、箱式电源控制单元通过电池簇管理单元控制各电池簇上电自检，无故障则进入待机状态；
24、当电池簇满足充电条件时，电池簇按箱式电源的第一充电需求进行充电；
25、当电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第一目标值后，箱式电源的充电需求降低为第二充电需求，进一步，当电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第二目标值后，箱式电源的充电需求降低为第三充电需求，当电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压以第三充电需求充电达到第三目标值时，则认为电池簇充满电，电池簇的配电单元断开充放电继电器，停止充电；
26、在充满电时刻，对电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压进行排序，并计算充满电时刻电池簇电池单元中电池箱的平均电压；对于比平均电压高出一定差值的电池箱标定均衡标志；
27、对电池簇电池单元中标定有均衡标志的电池箱，电池簇管理单元下发均衡指令，由电池采集单元执行，进行被动均衡放电，待下次充满电时重新标定新的均衡标志时结束，进入到下一个簇内均衡周期。
28、作为优选的技术方案，单个簇内均衡周期内，标定有均衡标志的电池箱均衡放电容量不超过1％。
29、作为优选的技术方案，所述第二层级箱式电源簇间级控制方法的放电方面为：
30、电池簇放电时，首先箱式电源控制单元通过电池簇管理单元控制预充继电器闭合、充电继电器开启、放电继电器开启；
31、当电池簇满足预充条件后，闭合放电继电器，电流经过单向二极管向外放电。
32、作为优选的技术方案，所述第二层级箱式电源簇间级控制方法的充电方面为：
33、箱式电源控制单元通过电池簇管理单元控制各电池簇上电自检，获取各电池簇的电压，温度及soc数据；
34、根据各电池簇的电压进行排序，并计算电池簇之间的压差；
35、依据排序确各电池簇闭合充电继电器的顺序，进入充电状态：首先闭合电压最低电池簇配电单元中的充电继电器，箱式电源的充电需求电流为最大充电电流/电池簇总数n；待电压最低电池簇的电压升高至与电压第二低电池簇的压差小于5v时，闭合电压第二低电池簇配电单元中的充电继电器；以此类推，直至闭合全部电池簇配电单元中的充电继电器后，充电功率达到最大；
36、当某一电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第一目标值时，箱式电源的充电需求降低为第二充电需求，继续充电；
37、当该电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第二目标值时，箱式电源的充电需求降低为第三充电需求，继续充电；
38、当该电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第三目标值时，判定该电池簇充满电并退出充电状态；
39、断开该电池簇配电单元的充电继电器，箱式电源的充电需求降低为第三充电需求*正在充电的电池簇数/电池簇总数，继续充电；
40、依此类推，直至全部电池簇电池单元中电池箱的最高单体电压达到第三目标值后，判定全部电池簇充满电。
41、还一方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的均衡控制方法。
42、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
43、本专利技术提出的一种船用集装箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制系统包括箱式电源控制单元、显示器、动力连接器、电池簇直流母线及电池系统；
2.根据权利要求1所述的一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述电池簇的电池单元包括m个串联的电池箱；每个电池箱配置一个电池采集单元，通过采集线束进行连接；
3.根据权利要求1所述的一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述电池簇的配电单元包括放电继电器、充电继电器、预充继电器、电阻及单向二极管；
4.基于权利要求1-3任一项所述均衡控制系统的均衡控制方法，其特征在于，所述均衡控制方法包括第一层级箱式电源簇内级均衡控制方法和第二层级箱式电源簇间级控制方法；
5.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于，所述第一层级箱式电源簇内级均衡方法具体为：
6.根据权利要求5所述的均衡控制方法，其特征在于，单个簇内均衡周期内，标定有均衡标志的电池箱均衡放电容量不超过1％。
7.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于，所述第二层级箱式电源簇间级控制方法的放
8.根据权利要求4所述的均衡控制方法，其特征在于，所述第二层级箱式电源簇间级控制方法的充电方面为：
9.一种计算机可读存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求4所述的均衡控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述均衡控制系统包括箱式电源控制单元、显示器、动力连接器、电池簇直流母线及电池系统；
2.根据权利要求1所述的一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述电池簇的电池单元包括m个串联的电池箱；每个电池箱配置一个电池采集单元，通过采集线束进行连接；
3.根据权利要求1所述的一种船用集装箱式电源的均衡控制系统，其特征在于，所述电池簇的配电单元包括放电继电器、充电继电器、预充继电器、电阻及单向二极管；
4.基于权利要求1-3任一项所述均衡控制系统的均衡控制方法，其特征在于，所述均衡控制方法包括第一层级箱式电源簇内级均衡控制方...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟顺，孟庆国，蔡诚，曹阳，袁榀帆，汪强，冯梁，刘洋，单俊淞，祝磊，
申请(专利权)人：中能建储能科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：
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