[發明專利]一種儲能系統及儲能系統控制方法

在審

• 申請號: 201711085775.3
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107947256A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馮東;何忠勇
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/158
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)44285
• 代理人: 王仲凱

技術領域

本發明屬于電池儲能技術領域，尤其涉及一種儲能系統及儲能系統控制方法。

背景技術

儲能系統用于儲存能量，電池儲能系統就是利用電池儲存電能。如圖1所示，傳統的電池儲能系統主要包括：電池包、電池管理單元和電池充放電系統；傳統的儲能系統中所有的電芯串聯構成一個電池包；電池管理單元用于電量均衡、熱管理、電芯狀態檢測及控制等。

儲能系統的電壓高低和容量大小主要由電池包中串聯的電芯個數決定，而單節電芯的電壓較低，例如，汞酸電池一般是2V，鋰電池一般是3V(例如，3.2V、3.6V)，因此，儲能系統的電池包一般需要多個(通常是十幾個甚至幾十個)電芯串聯而成。儲能系統需要串聯的電芯數量越多，控制越復雜，且每個電芯個體對儲能系統的影響程度會成倍增加。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種儲能系統及儲能系統控制方法，降低相同容量的儲能系統所需要的直接串聯電芯數量，從而降低儲能系統的控制復雜程度。其技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種儲能系統，包括：依次串聯的多個儲能單元，每個儲能單元包括雙向DC/DC變換器、電池管理單元和電池組。該雙向DC/DC變換器包括低壓接線端、高壓接線端和通信端，該雙向DC/DC變換器通過通信端與電池管理單元電連接，通過低壓接線端連接電池組，高壓接線端作為所述儲能單元的正接線端和負接線端。電池管理單元用于監測電池組的狀態得到電池組狀態，并根據該電池組狀態對電池組進行熱管理、電量均衡和電芯狀態檢測及控制。雙向DC/DC變換器用于當儲能系統處于放電模式時，切換至升壓模式，將電池組的輸出電壓升壓后傳輸至電能應用系統；以及，當儲能系統處于充電模式時，切換至降壓模式，將電能應用系統輸出的電壓降壓后傳輸至電池組。此種儲能系統，當儲能單元放電時，電池組的輸出電壓經過雙向DC/DC變換器升壓后提供給電能應用系統，升壓后的電壓滿足儲能系統的電壓要求，從而，降低了對電池組的電壓要求，在相同儲能容量下減少了串聯電芯的數量，降低了儲能系統的復雜度。

在第一方面的一種可能的實現方式中，該儲能系統還包括：連接在每個儲能單元的正接線端和負接線端之間的旁路開關，該旁路開關的控制端與電池管理單元電連接。上述電池管理單元還用于當檢測到電池組的狀態異常時，控制旁路開關導通；當檢測到電池組狀態正常時，控制所述旁路開關斷開。利用該儲能系統，能夠通過旁路開關將狀態異常的儲能單元從儲能系統中斷開，同時保證其它儲能單元能夠正常接入儲能系統。

在第一方面的另一種可能的實現方式中，該雙向DC/DC變換器包括升降壓變換電路和控制器；該控制器的輸入端通過通信線連接電池管理單元，該控制器的輸出端連接升降壓變換電路內的開關管。該控制器用于根據電能應用系統的工作模式控制升降壓變換電路內的開關管的狀態，以及，根據電池管理單元的監測結果控制傳輸功率及傳輸電壓。

在第一方面的又一種可能的實現方式中，多個所述儲能單元所包含的雙向DC/DC變換器中包括一個主DC/DC變換器和至少一個從DC/DC變換器，其中，該主DC/DC變換器與電能應用系統通過通信線電連接。主DC/DC變換器內的控制器用于檢測電能應用系統的電能需求，根據電能應用系統的電能需求控制各個儲能單元切換至相應的工作模式，該工作模式包括充電模式和放電模式。當檢測到電能應用系統需要儲能系統提供電能時，控制主DC/DC變換器及各個從DC/DC變換器切換至升壓模式，主DC/DC變換器和各個從DC/DC變換器分別通知自身所在儲能單元內的電池管理單元，以使該電池管理單元控制相應的電池組進行放電。當電能應用系統需要向儲能系統供電時，控制主DC/DC變換器及各個從DC/DC變換器切換至降壓模式，主DC/DC變換器和各個從DC/DC變換器分別通知自身所在儲能單元內的電池管理單元，以使電池管理單元控制相應的電池組進行充電。