[發(fā)明專利]一種基于雙組串鋰電池動態(tài)特性的分選組配系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN110943467A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周錫衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 周錫衛(wèi)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙組串鋰電池動態(tài)特性的分選組配系統(tǒng)，主要包括：系統(tǒng)控制模塊(011)、系統(tǒng)控制總線(012)、電網(wǎng)(013)、交流電力線(014)、電網(wǎng)接入斷開開關(guān)(015)、第1蓄電池參數(shù)信號采集模塊(10)、第1蓄電池組串第1單體蓄電池(101)、第1蓄電池組串第2單體蓄電池(102)、第1蓄電池組串第n單體蓄電池(10n)、第1蓄電池組串第1信號采集線(111)、第1蓄電池組串第2信號采集線(112)、第1蓄電池組串第3信號采集線(113)、第1蓄電池組串第n信號采集線(11n)、第1蓄電池組串第n+1信號采集線(11n+1)、第1蓄電池組串正極連接端子(11)、第1蓄電池組串負(fù)極連接端子(12)、第1蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(13)、第1蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(14)、第1儲能雙向逆變模塊(15)、第1儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(16)、第2蓄電池參數(shù)信號采集模塊(20)、第2蓄電池組串第1單體蓄電池(201)、第1蓄電池組串第2單體蓄電池(202)、第2蓄電池組串第n單體蓄電池(20n)、第2蓄電池組串第1信號采集線(211)、第2蓄電池組串第2信號采集線(212)、第2蓄電池組串第3信號采集線(213)、第2蓄電池組串第n信號采集線(21n)、第2蓄電池組串第n+1信號采集線(21n+1)、第2蓄電池組串正極連接端子(21)、第2蓄電池組串負(fù)極連接端子(22)、第2蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(23)、第2蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(24)、第2儲能雙向逆變模塊(25)、第2儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(26)，其中：

第1蓄電池組串第1單體蓄電池(101)、第1蓄電池組串第2單體蓄電池(102)、第1蓄電池組串第n單體蓄電池(10n)中相鄰的單體蓄電池正負(fù)極分別依次串聯(lián)，構(gòu)成第1蓄電池串聯(lián)組串，其蓄電池組串的正極順次通過第1蓄電池組串正極連接端子(11)、第1蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(13)接入第1儲能雙向逆變模塊(15)直流側(cè)正極，同時蓄電池組串的負(fù)極順次通過第1蓄電池組串負(fù)極連接端子(12)、第1蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(14)接入第1儲能雙向逆變模塊(15)直流側(cè)負(fù)極，再由第1儲能雙向逆變模塊(15)通過第1儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(16)連接交流電力線(014)以及通過電網(wǎng)接入斷開開關(guān)(015)接入電網(wǎng)(013)，構(gòu)成第1蓄電池組串充放電子系統(tǒng)通過電網(wǎng)進行充放電的電力路徑；

第2蓄電池組串第1單體蓄電池(201)、第2蓄電池組串第2單體蓄電池(202)、第2蓄電池組串第n單體蓄電池(20n)中相鄰的單體蓄電池正負(fù)極分別依次串聯(lián)，構(gòu)成第2蓄電池串聯(lián)組串，其蓄電池組串的正極順次通過第2蓄電池組串正極連接端子(21)、第2蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(23)接入第2儲能雙向逆變模塊(25)直流側(cè)正極，同時蓄電池組串的負(fù)極順次通過第2蓄電池組串負(fù)極連接端子(22)、第2蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(24)接入第2儲能雙向逆變模塊(25)直流側(cè)負(fù)極，再由第2儲能雙向逆變模塊(25)通過第2儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(26)連接交流電力線(014)以及通過電網(wǎng)接入斷開開關(guān)(015)接入電網(wǎng)(013)，構(gòu)成第2蓄電池組串充放電子系統(tǒng)通過電網(wǎng)進行充放電的電力路徑；

同時，第1蓄電池組串充放電子系統(tǒng)充放電的電力路徑與第2蓄電池組串充放電子系統(tǒng)充放電的電力路徑通過交流電力線(014)相連接，構(gòu)成第1蓄電池組串充放電子系統(tǒng)與第2蓄電池組串充放電子系統(tǒng)之間相互進行充放電的電力路徑；

具有n個單體蓄電池串聯(lián)的蓄電池組串配置n+1根信號采集線，確保連接每一個蓄電池單體的正極和負(fù)極各有一根信號采集線連接到蓄電池參數(shù)信號采集模塊，即第1蓄電池參數(shù)信號采集模塊(10)通過第1蓄電池組串第1信號采集線(111)、第1蓄電池組串第2信號采集線(112)、第1蓄電池組串第3信號采集線(113)、第1蓄電池組串第n信號采集線(11n)、第1蓄電池組串第n+1信號采集線(11n+1)分別順次對應(yīng)連接第1蓄電池組串第1單體蓄電池(101)、第1蓄電池組串第2單體蓄電池(102)、第1蓄電池組串第n單體蓄電池(10n)，構(gòu)成第1蓄電池參數(shù)信號采集模塊(10)采集第1蓄電池組串的每一個蓄電池單體的信息鏈路；

同時第2蓄電池參數(shù)信號采集模塊(20)通過第2蓄電池組串第1信號采集線(211)、第2蓄電池組串第2信號采集線(212)、第2蓄電池組串第3信號采集線(213)、第2蓄電池組串第n信號采集線(21n)、第2蓄電池組串第n+1信號采集線(21n+1)分別順次對應(yīng)連接第2蓄電池組串第1單體蓄電池(201)、第2蓄電池組串第2單體蓄電池(202)、第2蓄電池組串第n單體蓄電池(20n)，構(gòu)成第2蓄電池參數(shù)信號采集模塊(20)采集第2蓄電池組串的每一個蓄電池單體的信息鏈路；

系統(tǒng)控制模塊(011)通過系統(tǒng)控制總線(012)分別連接第1蓄電池參數(shù)信號采集模塊(10)、第1蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(13)、第1蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(14)、第1儲能雙向逆變模塊(15)、第1儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(16)、第2蓄電池參數(shù)信號采集模塊(20)、第2蓄電池組串正極直流保護及電控開關(guān)(23)、第2蓄電池組串負(fù)極直流保護及電控開關(guān)(24)、第2儲能雙向逆變模塊(25)、第2儲能雙向逆變模塊交流輸出保護及電控開關(guān)(26)，構(gòu)成系統(tǒng)控制模塊(011)對蓄電池單體進行實時監(jiān)測以及鋰電池組配分選信息的處理與系統(tǒng)運行管控的通信鏈路；

一種基于雙組串鋰電池動態(tài)特性的分選組配系統(tǒng)的運行管控方法為：

所有鋰電池在使用前按照組串形式并且每一次對2個組串進行充放電的動態(tài)監(jiān)測將分選組配處理，即在每一次兩個組串中，通過第1蓄電池組串充放電子系統(tǒng)和第2蓄電池組串充放電子系統(tǒng)以交換電能的方式進行節(jié)能方式的充放電，同時對每一個蓄電池單體的電壓、電流、電量、溫度以及相應(yīng)變化的信息數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和信號數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)控制模塊(011)分別通過第1蓄電池參數(shù)信號采集模塊(10)和第2蓄電池參數(shù)信號采集模塊(20)監(jiān)測第1蓄電池組串和第2蓄電池組串的每一個蓄電池單體的信息，運行工況正常時，系統(tǒng)控制模塊(011)分別控制第1儲能雙向逆變模塊(15)和第2儲能雙向逆變模塊(25)運行模式，其中為一個電壓源V/F運行模式，另一個為電流源P/Q運行模式，系統(tǒng)控制模塊(011)通過調(diào)節(jié)電流源P/Q運行模式的儲能雙向逆變模塊功率，實施滿足蓄電池特性的充放電過程，同時實時監(jiān)測和記錄每一個蓄電池單體的電壓、電流、電量、溫度以及相應(yīng)變化的信息數(shù)據(jù)，完整進行至少一個充放電循環(huán)，并且由系統(tǒng)控制模塊(011)將實時采集的每一個蓄電池單體的電壓、電流、電量、溫度以及相應(yīng)變化的信息數(shù)據(jù)，按照預(yù)置程序的相應(yīng)處理方法進行統(tǒng)計分析，將2個蓄電池組串的各個單體蓄電池的動態(tài)監(jiān)測及統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用場景需求條件的一致性誤差范圍進行組配分選，使得蓄電池組串組配能夠滿足及達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用場景需求條件的一致性誤差范圍要求；

由于第1蓄電池組串充放電子系統(tǒng)和第2蓄電池組串充放電子系統(tǒng)以交換電能的方式進行節(jié)能方式的充放電會產(chǎn)生少部分電能的損耗，通過電網(wǎng)(013)進行補電，系統(tǒng)控制模塊(011)控制電壓源V/F運行模式的儲能雙向逆變模塊在相應(yīng)蓄電池組串電量達(dá)到保護值時控制其待機，使電流源P/Q運行模式的儲能雙向逆變模塊及相應(yīng)蓄電池組串與電網(wǎng)(013)交換電能，完成充放電的全過程。