[發(fā)明專利]控制多個(gè)電池組的放電或充電的控制器、方法及該系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210233246.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN115995861A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·夏爾馬;S·辛格;布蘭登·奧哈拉;古川元子;R·凱斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J3/32
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱

提供了一種控制多個(gè)電池組的放電或充電的控制器、方法及包括該控制器的系統(tǒng)。該控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器和編碼有一個(gè)或多個(gè)程序的至少一個(gè)有形的非暫時(shí)性機(jī)器可讀介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)程序被配置為執(zhí)行步驟以基于每個(gè)電池組的特性數(shù)據(jù)、電力需求以及基于每個(gè)電池組的電壓和充電狀態(tài)以用于電力分配的第一加權(quán)因子(a)和第二加權(quán)因子(b)來確定每個(gè)電池組的相應(yīng)放電或充電功率。該控制器向多個(gè)電池組和/或一個(gè)或多個(gè)電力變換器提供具有指令的信號(hào)，以便從多個(gè)電池組放電或向多個(gè)電池組充電。

優(yōu)先權(quán)要求及交叉參考

本申請(qǐng)要求在2021年10月20日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)17/506,153的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用的方式合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例一般涉及控制多個(gè)電池組的放電或充電的控制器、方法及包括該控制器的系統(tǒng)。更具體地，所公開的主題涉及用于平衡例如在儲(chǔ)能應(yīng)用中的電池組的放電或充電的控制器、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

由于對(duì)環(huán)境問題(如全球變暖)的關(guān)注增加，清潔和可再生能源變得更加重要。這些能源包括太陽能和風(fēng)能，以及可充電電池。可再生能源是間歇性的，因?yàn)樗鼈儾荒芸偸窃谛枰獣r(shí)被調(diào)度(dispatch)以滿足能量消費(fèi)者的變化的需求。儲(chǔ)能系統(tǒng)預(yù)期解決這種靈活性挑戰(zhàn)。固定儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)能量并且當(dāng)需要時(shí)以電的形式釋放能量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于控制或管理異構(gòu)(heterogeneous)電池組的放電或充電的控制器、一種包括這樣的控制器的諸如電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的系統(tǒng)、以及使用這樣的控制器的方法。

根據(jù)一些實(shí)施例，控制器、系統(tǒng)和方法利用基于系統(tǒng)中的每個(gè)電池組的電壓和充電狀態(tài)(state?of?charge)來平衡多個(gè)電池組的放電或充電的技術(shù)。

根據(jù)一些實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括多個(gè)電池組、一個(gè)或多個(gè)電力變換器(powerconverter)和一個(gè)或多個(gè)控制器。每個(gè)電力變換器與多個(gè)電池組中的至少一個(gè)電池組相耦合，并且被配置為將來自一個(gè)電池組的直流(DC)轉(zhuǎn)換為交流(AC)或?qū)碜砸粋€(gè)電池組的AC轉(zhuǎn)換為DC。控制器耦合到多個(gè)電池組和一個(gè)或多個(gè)電力變換器。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)還可以包括多于一個(gè)的控制器，并且每個(gè)控制器耦合到多個(gè)電池組。

在此限定和描述了多個(gè)電池組。在一些實(shí)施例中，多個(gè)電池組是異構(gòu)電池組，其可以選自新電池、梯次利用(second-use)電動(dòng)車輛(EV)電池或其組合。多個(gè)電池組并聯(lián)連接、串聯(lián)連接或以這兩者的組合(即，混合組合)連接。在一些實(shí)施例中，多個(gè)電池組并聯(lián)連接。

控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器和編碼有一個(gè)或多個(gè)程序的至少一個(gè)有形的非暫時(shí)性機(jī)器可讀介質(zhì)，所述一個(gè)或多個(gè)程序被配置為執(zhí)行用于控制或管理具有多個(gè)電池組的系統(tǒng)的放電過程或充電過程的步驟。在一些實(shí)施例中，這些步驟包括：收集每個(gè)電池組的特性數(shù)據(jù)，所述特性數(shù)據(jù)包括當(dāng)前電壓(V_i)、充電狀態(tài)(SOC_i)、每個(gè)電池組中的電池?cái)?shù)量(Nc)、電池的最大電壓(V_c?max)和最小電壓(V_c?min)；以及接收第一時(shí)間間隔內(nèi)系統(tǒng)需要調(diào)度或向系統(tǒng)充電的總電力需求D(或稱總調(diào)度電力)。所述步驟還包括分別基于每個(gè)電池組的電壓和充電狀態(tài)分配第一加權(quán)因子(a)和第二加權(quán)因子(b)以用于電力分配，其中a+b＝1。所述步驟還包括基于當(dāng)前電壓(V_i)、充電狀態(tài)(SOC_i)、每個(gè)電池組中的電池?cái)?shù)量(Nci)、電池的最大電壓(V_c?max)和最小電壓(V_c?min)、第一加權(quán)因子(a)、第二加權(quán)因子(b)以及總電力需求(D)來確定每個(gè)電池組的相應(yīng)放電或充電功率；以及向所述多個(gè)電池組和所述一個(gè)或多個(gè)電力變換器提供具有指令的信號(hào)，以基于每個(gè)電池組的相應(yīng)的放電或充電功率從所述多個(gè)電池組放電或向所述多個(gè)電池組充電和/或保持特定電池組空閑。