[發明專利]一種基于單體蓄電池動態監測均衡裝置以及控制方法

在審

• 申請號: 201710461292.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109148977A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 周錫衛
• 申請（專利權）人: 周錫衛
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于蓄電池儲能技術領域，具體涉及一種基于單體蓄電池動態監測均衡裝置以及控制方法。充分利用微電子技術發展成果，采用高性價比的嵌入式微處理器構成的蓄電池單體監測模塊，實現單體蓄電池的動態動態監測，并且創新設計了每一個單體蓄電池可以獨立接入蓄電池組串以外的直流移多補少電能均衡電量充放電輔助儲能系統，同時可以對蓄電池組串中的多個任意的單體蓄電池進行均衡，保證了均衡的有效性。本發明安裝方便、省去了長短不齊的眾多信號采集線束，增強了儲能系統的可靠性，不僅大幅提升了監測精度，也提高了監測過程中的一致性，節省了現場的大量人力物力，縮短了安裝調試的寶貴時間，取得了顯著的技術效果。

技術領域

本發明屬于蓄電池儲能技術領域，具體涉及一種基于單體蓄電池動態監測均衡裝置以及控制方法。

背景技術

儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統、“互聯網+”智慧能源的重要組成部分和關鍵支撐技術。儲能能夠顯著提高風、光等可再生能源的消納水平，支撐分布式電力及微電網，是推動主體能源由化石能源向可再生能源更替的關鍵技術；儲能系統可廣泛應用于電力系統的發、輸、配、用各個環節，可以提高電網運行安全性、可靠性及靈活性，被各方認為具有廣闊的發展機遇和應用前景。

目前電力存儲的主要介質是電化學電池儲能系統，對電池性能的要求是大容量、長壽命、快速響應和可受控充放電，現有鋰離子電池、鉛炭蓄電池已具有市場可以接受的能量密度比和功率密度比、良好的充放電效率和靈活的成組方式，基本上可滿足目前電力系統中的大規模儲能要求。

不過由于蓄電池本身的固有特性，是具有明顯的非線性、不一致性和時變特性，其在長期充放電過程中易受各單體電池間充電接受能力的差異影響，造成電池之間的離散性加大、性能衰減加劇，進而影響使用壽命，同時不一致性的短板效應造成儲能系統利用率降低并且極易產生缺陷蓄電池單體發生過充或過放并有可能會產生威脅安全的嚴重后果。因此，設計電池管理系統來對蓄電池進行監測和不一致性的均衡處理并有效管理尤為重要。由此，各種儲能蓄電池管理系統BMS不斷出現并得到應用。

現有技術對儲能系統的蓄電池組串進行管理大多采用分層集中監測管理，受到監測電路模塊I/O接口數量限制，一個監測管理電路模塊監測和管理蓄電池組串中的數個或數十個單體蓄電池連接的蓄電池組或蓄電池包，再由多個連接監測管理電路模塊的蓄電池組或蓄電池包串聯構成蓄電池組串并由上一級管理模塊進行管控，MW級的儲能系統往往超過三個層級的管理控制；另外對于較大規模的儲能系統，蓄電池單體和蓄電池包體量比較大，每個蓄電池(或蓄電池包)長達數十公分，每個監測電路模塊需要連接數個或數十個蓄電池單體，每一個蓄電池都要連接多個信號采集傳感器并且連接距離不等，這樣連接大量不等長的線束，不僅費工費時極易出錯，而且還會影響監測精度和一致性，降低儲能系統運行的可靠性。

由于蓄電池組串的多個單體蓄電池之間的不一致性，造成各個單體蓄電池電量的不一致，有多有少；需要進行主動均衡，移多補少并需要在一個充放電循環中完成均衡工作?，F有技術大多采用在蓄電池組串內的兩個電能差距大的蓄電池單體之間以多補少，而且均衡電流一般只有2A至5A，對于儲能蓄電池單體容量1000A以上是常用的規格，現有技術一次充放電循環過程能夠均衡的能力不足3％，特別是通常蓄電池組串有230個單體蓄電池以上，其均衡能力對于儲能系統而言是杯水車薪，電能均衡效果是非常有限的，根本不能滿足實際應用需求。

發明內容