[發(fā)明專利]一種用于串聯(lián)蓄電池組的主動(dòng)均衡方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711144019.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN108039744B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 敖非;劉海峰;黃純;彭鋮;代文良;潘冠興;陳仕娟;毛文奇;曾鵬;鄭顯貴;周維;唐鵬;李輝;許立強(qiáng);梁文武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖南省電力有限公司;國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明涉及電網(wǎng)中的蓄電池組管理系統(tǒng)，本發(fā)明公開了一種用于串聯(lián)蓄電池組的主動(dòng)均衡方法及系統(tǒng)，方法步驟包括采集各個(gè)單體電池的電壓，排序得到最大電壓值和最小電壓值，根據(jù)差值大于或等于預(yù)設(shè)的均衡閾值D時(shí)基于單體電池的電壓將單體電池進(jìn)行分組，最后根據(jù)第1組、最后組單體電池的數(shù)量，以及串聯(lián)蓄電池組當(dāng)前的運(yùn)行工況選擇對(duì)第1組或最后組進(jìn)行充電/放電以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)均衡。本發(fā)明能夠有效主動(dòng)均衡以解決電池不均衡的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)蓄電池組大電流的充/放電主動(dòng)均衡，節(jié)約能源，延長電池使用壽命，提高直流系統(tǒng)蓄電池的可靠性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于模塊化，可實(shí)現(xiàn)分組步進(jìn)式主動(dòng)均衡策略保證在不同工況時(shí)高效提高鋰電池組的一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電池組管理系統(tǒng)，具體涉及一種用于串聯(lián)蓄電池組的主動(dòng)均衡方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

直流電源系統(tǒng)是電網(wǎng)核心設(shè)備之一，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)控制、保護(hù)和測(cè)量等設(shè)備的正常運(yùn)行。尤其是，隨著電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行水平的不斷提高，直流電源系統(tǒng)的重要性也不斷提高，對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維檢測(cè)也顯得尤為重要，而蓄電池系統(tǒng)更為整個(gè)直流電源系統(tǒng)的心臟。直流系統(tǒng)蓄電池組需要大量電池串聯(lián)形成串聯(lián)蓄電池組，使得電池容量更大。

為了保證電池有效充滿，增加電池最大可用容量，延長電池組使用壽命，對(duì)串聯(lián)蓄電池組的均衡尤為重要。現(xiàn)階段使用的均衡方法多為被動(dòng)式均衡（即能耗式均衡）。該均衡方法將串聯(lián)電池組中電壓較高的單體通過電阻進(jìn)行能量釋放，能量通過熱量消耗掉。從能量利用和散熱考慮，被動(dòng)式均衡無法實(shí)現(xiàn)大電流的均衡，因此均衡效率低下。但是，鋰電池大多數(shù)時(shí)間都工作于平臺(tái)期，一般到放電末期或充電末期電池的一致性過差才會(huì)觸發(fā)均衡，但實(shí)際上此前的不一致性已經(jīng)得到了較大積累，均衡難度大大增加，被動(dòng)均衡策略實(shí)際效果很難達(dá)到要求。所以，研究能量轉(zhuǎn)移的主動(dòng)均衡意義重大，主動(dòng)均衡通過一定的電路拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)能量從高電壓的單體到低電壓?jiǎn)误w的轉(zhuǎn)移，能實(shí)現(xiàn)大電流均衡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：為了能夠克服或者至少部分地解決采用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)直流電源進(jìn)行能耗式均衡時(shí)存在的散熱慢，效率低的問題，提供一種用于串聯(lián)蓄電池組的主動(dòng)均衡方法及系統(tǒng)，能夠有效主動(dòng)均衡以解決電池不均衡的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)蓄電池組大電流的充/放電主動(dòng)均衡，節(jié)約能源，延長電池使用壽命，提高直流系統(tǒng)蓄電池的可靠性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于模塊化，可實(shí)現(xiàn)分組步進(jìn)式主動(dòng)均衡策略保證在不同工況時(shí)高效提高鋰電池組的一致性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

首先，本發(fā)明提供一種用于串聯(lián)蓄電池組的主動(dòng)均衡方法，實(shí)施步驟包括：

1）采集當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組中各個(gè)單體電池的電壓；

2）將當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組中的所有單體電池的電壓進(jìn)行排序，得到最大電壓值U_max和最小電壓值U_min；

3）判斷最大電壓值U_max和最小電壓值U_min的差值大于或等于預(yù)設(shè)的均衡閾值D是否成立，如果成立則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4）；否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1）；

4）基于指定的分組數(shù)量確定將當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組單體電池進(jìn)行分組的電壓區(qū)間邊界值；

5）按照電壓區(qū)間邊界值，根據(jù)當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組中各個(gè)單體電池的電壓將電池組中各單體電池進(jìn)行分組，共得到G_MAX組單體電池，分別記為第1組～第G_MAX組單體電池；

6）判斷第1組單體電池、第G_MAX組單體電池的數(shù)量是否相同，如果相同則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟7）；否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟8）；

7）判斷當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組的當(dāng)前工況是否為充電工況，如果是充電工況，則對(duì)當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組的第1組單體電池進(jìn)行充電均衡；否則，對(duì)當(dāng)前串聯(lián)蓄電池組的第G_MAX組電池進(jìn)行放電均衡；在均衡執(zhí)行指定的時(shí)長后，停止執(zhí)行并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1）；