[发明专利]电池管理系统以及能量存储系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及电池管理系统以及能量存储系统。

背景技术

随着诸如环境污染和资源耗尽的问题的增加，对于用于存储能量和有效地使用存储的能量的系统的关注也随之增加。同样还存在着对于在发电期间不会导致污染的可再生能源的增加的关注。因此，随着环境变化的发生，对于可以使用可再生能源的能量存储系统、电能存储电池系统、以及现有的网络电站(grid power)的研究已经被积极地进行。

在相关技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对于本发明的背景的理解，并且因此其可以包含没有形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个或者多个实施例包括：包括多个电池的多个电池系统，其中，电池系统的每个总电压可以同时被测量；用于控制电池系统的方法；以及包括电池系统的能量存储系统。

根据本发明的方面，电池管理系统被提供来监视多个电池。该电池管理系统包括电连接到多个电池的多个隔离电路单元。测量单元被电连接到多个隔离电路单元，以导通或者关断多个隔离电路单元，并且当通过测量单元导通多个隔离电路单元时同时测量多个电池的电压。

多个隔离电路单元在同步的时间来同步，使得多个电池的电压被同时测量。

电池管理系统可以进一步包括多个电阻分割（division）单元，其每个都电连接在多个隔离单元中的一个和测量单元之间。

此外，当多个隔离电路单元被关断时，多个电池和多个电阻分割单元被彼此隔离，并且没有电压被施加到所述多个电阻分割单元上，并且测量单元可以不测量所述电压。

此外，当多个隔离电路单元被导通时，多个电池和多个电阻分割单元可以彼此电连接，并且电压可以被施加到多个电阻分割单元上，并且测量单元可以测量电压。

多个电阻分割单元可以包括多个电阻器，其可以为测量单元分割多个电池的每一个的电压，以对所分割的电压进行测量。

电池管理系统可以进一步包括多个电容器单元，其每个都电连接在多个电阻分割单元中的相应单元和测量单元之间。

多个电容器单元的每个可以分别测量测量单元用于确定多个电池的容量电荷的多个电池的每个的电压。

多个隔离电路单元的每一个可以进一步包括：至少一个开关，在其中，该开关可以是在开关器件中的电平偏移电路；光学隔离器（optical isolator）；固态继电器；光MOS继电器、或者光电耦合器。

本发明的另一方面包括如下的测量单元，其进一步具有或者可以包括：多个隔离电路控制端子；多个电压测量参考端子；以及多个电压测量端子。测量单元可以基于在多个电压测量参考端子和多个电压测量端子之间的电势来获取多个电池的电压。

此外，测量单元还可以包括：监视单元；控制单元；时间同步单元；隔离电路控制单元，其用于控制多个隔离电路单元的操作；以及电压测量单元，其在多个隔离电路单元通过隔离电路控制单元被导通时，测量多个电池的电压。

监视单元可以测量多个电池的温度、电压、以及电流，并且计算对于传输到负载可用的存储能量的量。

更进一步地，时间同步单元可以经由实时时钟来生成准确的时间信息，并且在测量单元被导通或者关断时都进行操作。

时间同步单元可以使用准确的时间信息来确定多个电池的所述电压何时被测量单元测量。

本发明的另一方面涉及作为能量存储系统的一部分的电池管理系统和多个电池。该能量存储系统可以包括：电能转换系统（PCS），其电连接到多个电池和电池管理系统；发电系统，其电连接到能量存储系统，以向能量存储系统提供电力；电网，其接收来自能量存储系统的电力，以及将电力提供给能量存储系统；以及负载，其电连接到能量存储系统，以从能量存储系统接收电力。

PCS可以进一步包括：电能转换单元，其电连接到发电系统，以将从发电系统接收的电力从交流电（AC）转换成直流电（DC）；直流电（DC）链路单元，其电连接到电能转换单元和逆变器；转换器，其电连接到多个电池、电能转换单元、和DC链路单元，以用于通过将从电能转换单元或者逆变器输出的电能的电压转换为多个电池所需的电压电平，来执行DC-DC转换；以及集成控制器，其电连接到电能转换单元、转换器、DC链路单元、逆变器、负载、和电网，以监视发电系统、电网、多个电池、以及负载的状态。

能量存储系统还可以具有第一和第二开关，其串联地电连接在逆变器和电网之间，并且所述第一和第二开关电连接到集成控制器。集成控制器可以导通或关断第一和第二开关，以控制在发电系统和电网之间的电流流动。