[發明專利]新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法

在審

• 申請號: 202111237263.0
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113872178A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 岳凡;烏云翔;邵詩逸;張明達;孫健;武治江;趙紅品
• 申請（專利權）人: 無錫賽思億電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 張磊

本發明公開了一種新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法。本方法通過基于下垂曲線的電池功率控制策略，提出了涵蓋不同類型船舶以及單電池供電、多電池供電工況下的電池功率均分控制方法，使得電池動力系統中各個鋰電池組不論面對何種工況，都能夠維持均勻的電能輸出，保證了鋰電池組用電深度的一致，提高了電池的使用壽命。且通過調整下垂曲線的方法，在確保維持鋰電池提供系統總功率不變的情況下，完成對電池動力系統中鋰電池組的退網與并網，且不需臨時斷電或減少負載端的工作效率，使得電池組的更換不會影響船舶的正常作業，同時減少了系統的波動，最大程度的維護了整個系統運行的穩定性，確保了各個負載的供能正常。

技術領域

本發明涉及新能源船舶領域，具體來說涉及一種新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法。

背景技術

鋰電池組作為新能源傳動動力推進系統的能量源，需要將多組鋰電池組并聯為整個動力系統供能，即便各個鋰電池組的名義容量與功率均為一致的，但隨著使用時間的推移以及線路布置等原因，造成各個鋰電池組承擔的負載功率有所不同，此時仍采用單純平均分配負載的方法已無法滿足各個鋰電池組的剩余容量的一致，無法維持整個電網的穩定供能，且由于船舶的特殊性其在航行過程中若有鋰電池發生故障需要在不斷電、且電網穩定的情況下完成鋰電池組的退網與并網，因此需要對船舶直流組網鋰電池組的功率進行細致的調整。在專利CN202011249122.6中采用了電池組功率預留的方法來應對汽車的形式狀態，沒有考慮到電池組故障時的應對方法，且無法及時更換故障的電池組，不適合船舶直流組網系統的使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：新能源船舶多組鋰電池組并聯供電的直流組網功率管控方法，包括A.單一鋰電池組功率控制、B.多組鋰電池組功率均分控制；具體如下：

A.小功率船舶行駛或船舶靠岸時，使用單一鋰電池組功率控制，過程如下：

初始穩定參數測量；當船舶直流組網系統處于平穩狀態時，中央控制系統讀取與鋰電池組連接的斬波器直流母線側電壓表監測所得的直流母線電壓U₁，并根據預設的斬波器中的初始下垂曲線，得到此時鋰電池組釋放的功率P₁，此時為系統的初始平衡狀態；

當負載端負載突然增加時，基于功率平衡的原則，供能端的鋰電池組需相應的提供更多的輸出功率：首先，負載端負載突然增加瞬時，直流母線的電壓下降至U₁'，斬波器內直流母線側的電壓表檢測到直流母線電壓降低后，中央處理器依照下垂曲線邏輯，根據直流母線當前的電壓值U₁'映射出新的輸出功率P₁+ΔP₁；接著，中央處理器向斬波器發出新的輸出功率的執行命令，斬波器控制鋰電池組增加輸出電流，與此同時采集實時電壓與電流值，當鋰電池組輸出的電壓和電流通過斬波器預設公式計算結果等于新輸出功率時，斬波器停止增大鋰電池組的輸出電流；然后，當斬波器停止增大鋰電池組的輸出電流后，中央處理器將U₁'和P₁+ΔP₁設為新的穩態值，系統維持當前的命令重新恢復穩定狀態，完成功率增大的調控；