[發明專利]一種儲能系統的放電均衡裝置和方法

有效

• 申請號: 201910335987.5
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110011379B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 常永利;王大龍;李桂林
• 申請（專利權）人: 北京中宸泓昌科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

一種儲能系統的放電均衡裝置和方法，該裝置包括N個儲能單元、儲能狀態采集單元、負載供電電源規格判斷單元、放電控制單元和N個放電執行單元。該放電控制單元根據負載所需電壓值以及每個儲能單元的實時電壓和/或實時溫度狀態信息選擇合適的儲能單元對負載進行供電，使得電壓較高和/或溫度較低的儲能單元由于電壓高而被優先釋放電能，從而達到放電均衡的目的，有利于提高儲能系統的壽命和安全性能。

技術領域

本發明涉及儲能系統管理領域，具體涉及一種儲能系統的放電均衡裝置和方法。

背景技術

目前的儲能系統是由多個儲能的節點(電池)為基本單元，通過各種串并聯方式構成高電壓大容量的整體，用于給各種負載進行供電。該儲能系統在放電的過程中，由于基本電池單元一致性，導致不同的單元有些電量已經放完了，有些還沒有放完。這些對于整個能源系統的壽命和安全都帶來影響。

目前的大容量儲能系統通常是用滿足需求帶一定冗余的電壓，增加容量完成大容量電池系統的架構，此應用主要為了電壓低的安全考慮，但是需求是所有節點單元必須全部處于正常工作狀態，一旦有個串聯節點突然出現異常(比如欠壓保護或者過溫保護)，為了保護系統的安全，電池對外斷路，系統對外電源就消失了。

對于上述問題目前的解決方案主要有兩種方式：被動均衡和主動均衡。被動均衡是對于每個基本單元并聯電阻的方式，對于放電過程中對于電壓高的通過電阻放電，使得每個電源的量保持放電一致從而達到容量均衡的目的。此種方案可以使得電池基本同時進入欠壓保護狀態，但是對于電池的能源利用率比較低，有些能源通過電阻的方式以熱量的方式消耗。主動均衡是在放電的過程中采取大量的切換開關使得能量高的節點向能量低的節點充電，以完成能源的均衡。該方案優點是對于能源的利用率很高，但是產品的設計和控制方法很復雜，成本昂貴，風險性高，而且目前還沒有商業化的儲能管理用主動均衡方案。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種儲能系統的放電均衡裝置和方法，在儲能系統中選擇電壓高的電源優先釋放電能，從而使儲能系統達到電量均衡的目的，提高整個儲能系統的壽命和安全性能。

本發明采用如下技術方案實現：

本發明的第一方面提供了一種儲能系統的放電均衡裝置，包括N個儲能單元、儲能狀態采集單元、負載供電電源規格判斷單元、放電控制單元和N個放電執行單元；每個儲能單元連接有所述儲能狀態采集單元，所述負載供電電源規格判斷單元連接所述放電控制單元；所述儲能狀態采集單元與所述放電控制單元連接，所述放電控制單元與所述放電執行單元連接，所述放電執行單元與所述儲能單元對應連接；其中，N為大于1的整數；

所述儲能單元用于存儲電能并向用電負載供電，N個儲能單元相互串聯連接；

所述儲能狀態采集單元用于采集每個所述儲能單元的狀態信息，并將所述狀態信息發送至所述放電控制單元；

所述負載供電電源規格判斷單元用于判斷連接的負載所需的供電電源規格，并將其發送給所述放電控制單元；

所述放電控制單元根據所述供電電源規格和狀態信息選擇相應的M個儲能單元，并控制與所述M個儲能單元對應的放電執行單元使其對負載進行放電，其中M為正整數，且MN。

進一步的，所述儲能狀態采集單元采集的狀態信息包括儲能單元的電壓和溫度的狀態信息。

進一步的，所述放電控制單元根據所述供電電源規格確定M的數值，使得M個儲能單元串聯連接的供電電壓值大于等于所述負載用電所需的電壓值。

進一步的，所述放電控制單元根據所述狀態信息選擇相應的M個儲能單元包括：根據每個儲能單元的實時電壓值V_i，i∈N，對所述N個儲能單元的電壓從高到低進行排序，選擇前M個儲能單元，控制其對應的放電執行單元，使所述M個儲能單元對負載進行放電。