[發(fā)明專(zhuān)利]一種電池簇均衡儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110875783.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113437780A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹仁賢;方日;周儉節(jié);曹偉;徐清清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陽(yáng)光電源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H01M10/44;H02J3/32
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 陳穎

本發(fā)明提供一種電池簇均衡儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法，其各個(gè)變換器的第二側(cè)分別接入對(duì)應(yīng)電池簇的功率傳輸回路中，以構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)支路，而各個(gè)變換器的第一側(cè)分別連接相應(yīng)的電源；相比于現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置于各電池簇的功率傳輸支路上的DCDC變換器，各個(gè)變換器輸出的電壓僅需要調(diào)整不同電池簇之間的電壓偏差，其功率容量、輸入電壓及輸出電壓設(shè)計(jì)范圍均能夠滿(mǎn)足電池簇之間電壓偏差的需求即可，降低了相應(yīng)成本；而且，由于上述連接關(guān)系的設(shè)置，經(jīng)過(guò)變換器的功率只是電池簇功率的很小一部分，而電池簇的大部分功率傳輸并不需要經(jīng)過(guò)變換器，所以避免了一級(jí)損耗，電池簇的電能傳輸效率得到大幅度提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池簇均衡儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)方案的架構(gòu)中，多簇電池簇Rack直接并聯(lián)接入DCAC變換器的直流側(cè)；由于簇內(nèi)電芯個(gè)體容量、電池簇內(nèi)阻等因素的差異，導(dǎo)致不同電池簇Rack之間的SOC(StateofCharge，電池荷電狀態(tài)，也稱(chēng)剩余電量)存在差異，加上各電池簇Rack實(shí)際工作環(huán)境溫度無(wú)法保持完全一致，導(dǎo)致多電池簇Rack并聯(lián)出現(xiàn)不可避免的SOC及簇電壓失配問(wèn)題。例如，某一電池簇Rack的SOC為n個(gè)電池簇Rack中SOC值的最小值，則在放電過(guò)程中，由于其電量最少，導(dǎo)致其將最先放空，提前達(dá)到放電截止電壓，進(jìn)而退出運(yùn)行，DCAC變換器無(wú)法按設(shè)計(jì)時(shí)間持續(xù)滿(mǎn)功率放電，大大降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)的恒功率運(yùn)行能力。

針對(duì)該問(wèn)題，目前的技術(shù)方案，在每個(gè)電池簇Rack功率傳輸支路中設(shè)置一個(gè)DCDC變換器，通過(guò)DCDC變換器來(lái)均衡不同電池簇Rack之間的SOC，使得各個(gè)電池簇Rack的SOC均相等，即不同電池簇Rack的可用電量始終保持一致，同時(shí)也允許了DCDC變換器的電池側(cè)電壓出現(xiàn)不同步，解決了不同電池簇Rack之間并聯(lián)失配的問(wèn)題。

但是該方案中，由于DCDC變換器是設(shè)置于電池簇Rack功率傳輸支路中的，必然會(huì)導(dǎo)致功率傳輸多一級(jí)損耗，因此不僅導(dǎo)致效率損失嚴(yán)重，還會(huì)帶來(lái)散熱成本較高的問(wèn)題；另外，這種設(shè)置方式還會(huì)導(dǎo)致DCDC變換器的功率容量、輸入電壓及輸出電壓設(shè)計(jì)范圍均較高，導(dǎo)致成本高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種電池簇均衡儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制方法，以降低損耗和成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供了一種電池簇均衡儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括：至少兩個(gè)電池簇、至少兩個(gè)變換器以及至少兩個(gè)電控開(kāi)關(guān)；其中：

各所述變換器的第一側(cè)，分別連接相應(yīng)的電源；

各所述變換器的第二側(cè)，分別串聯(lián)接入對(duì)應(yīng)所述電池簇的功率傳輸回路中，以與對(duì)應(yīng)所述電池簇構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)支路；

各所述串聯(lián)支路的兩端并聯(lián)連接；

各所述變換器的第二側(cè)正負(fù)極之間，分別連接有一個(gè)對(duì)應(yīng)的所述電控開(kāi)關(guān)。

可選的，各所述變換器分別具備：正電壓輸出能力、負(fù)電壓輸出能力或者正負(fù)電壓可調(diào)輸出能力。

可選的，各所述變換器的第二側(cè)，分別與相應(yīng)所述電池簇同向串聯(lián)或反向串聯(lián)。

可選的，各所述串聯(lián)支路中，分別包括一個(gè)所述電池簇和一個(gè)所述變換器。

可選的，各所述串聯(lián)支路中，所述變換器的第二側(cè)分別連接于相應(yīng)所述電池簇的正極母線、負(fù)極母線或其中任意相鄰兩個(gè)電池包之間。

可選的，各所述串聯(lián)支路中，所述變換器的第二側(cè)分別連接于相應(yīng)所述電池簇的同一極母線。

可選的，存在至少一個(gè)所述變換器為ACDC變換器，其交流側(cè)作為所述第一側(cè)，連接的所述電源為交流源；和/或，

存在至少一個(gè)所述變換器為DCDC變換器，其連接的所述電源為直流源。