[发明专利]储能变流器、均衡电池SOC的方法和系统

说明书

储能变流器、均衡电池SOC的方法和系统，属于储能变流器领域，用于解决储能变流器中对串联电池SOC均衡的问题，技术要点是：包括直流母线、自动切换装置、双向DC/DC变换器、逆变系统，储能变流器的直流母线正极接串联电池组正极，所述电池组包括若干组串联的单体电池，直流母线负极接串联电池组负极，双向DC/DC变换器的输入接直流母线，其输出接自动切换装置，并由自动切换装置选择连接串联电池组中某一单体电池的正负两极，所述逆变系统的输入侧连接直流母线，效果是为能切换电池单体以调节SOC奠定基础。

技术领域

本发明属于储能变流器领域，涉及一种逆变器。

背景技术

针对串联电池SOC均衡问题，目前已知的系统解决方案有：1.人工校正：将SOC失衡的电池从储能系统中切除，利用专用设备对该电池单独充电或放电以调整其SOC值。2.两级式电能变换系统或储能变流器：每个电池先经过一级DC/DC变换装置，在DC/DC变换装置输出端进行串联或并联，串联或并联之后所汇成的直流母线接入储能变流器。DC/DC变换装置采用集中控制，某一电池SOC失衡时，其DC/DC变换装置根据充放电状态进行输入或输出功率调整，从而调整其SOC值。3.H桥级联式应用，多用于高压储能变流器，每一级H桥连接一单体储能电池，通过调整各H桥调制波以实现各H桥输出功率调整，最终达到调整各电池SOC的目的。4.系统独立的SOC均衡装置：串联电池之间增加具备能量转移功能的均衡装置，用于电池组与单体电池间能量转移，以调整单体电池SOC。

现有串联电池SOC均衡的解决方案具有如下缺陷：1.人工校正费时费力，而且不能在线调整，造成储能系统容量短时损失。2.两级式电能变换系统主要有两个缺陷，一是增加了系统损耗，降低系统效率。因为每一级DC/DC变换装置需要通过其对应电池的全功率，其损耗不可忽视。二是增加了系统设计的复杂性。DC/DC变换装置因功率大造成体积较大；多个DC/DC变换装置的控制需要额外的总控制器协调，控制策略复杂。3.H桥级联式储能变流器结构复杂、对电池绝缘性能要求高。级联式储能变流器每一级需要有相对独立的控制器，控制逻辑复杂。级联式变流器多用于高压系统，且其结构决定每一级H桥对应的电池对地需承受高压，给电池制造带来难度。4.系统独立的SOC均衡装置：需要额外的占地空间。

发明内容

为在储能变流器中对串联电池SOC均衡，并解决均衡费时费力、复杂、占用空间大的问题，本发明提出如下技术方案：

一种储能变流器，包括直流母线、自动切换装置、双向DC/DC变换器、逆变系统，直流母线正极接串联电池组正极，所述电池组包括若干组串联的单体电池，直流母线负极接串联电池组负极，双向DC/DC变换器的输入接直流母线，其输出接自动切换装置，并由自动切换装置选择连接串联电池组中某一单体电池的正负两极，所述逆变系统的输入侧连接直流母线。

所述自动切换装置包括端口、接触器组合模块、端口200连接直流母线正极；端口201连接直流母线负极；母线205连接双向DC/DC变换器输出端正极；母线206连接双向DC/DC变换器输出端负极；正极接触器K+的一端连接到端口200，另一端连接母线205；负极接触器K-一端连接到端口201，另一端连接母线206；各接触器组合模块主要由2个接触器K1和接触器K2构成，接触器K1和接触器K2一端连接到一起并引出，引出线连接到串联电池组各电池间的互连点，接触器K1另一端用于选择性连接母线205，接触器K2另一端用于选择性连接母线206，电池组具有n组电池串联，则接触器组合模块的数量为n-1。

所述选择性连接为：母线205并行设置n-1个对应各接触器K1的位置的连接线，且该连接线在对应的接触器K1闭合时导通接触器K1与母线205；母线206并行设置n-1个对应各接触器K2的位置的连接线，且该连接线在对应的接触器K2闭合时导通接触器K1与母线206。

自动切换装置接收储能变流器的控制器的指令，通过切换接触器组合模块204中的接触器K1、K2以将双向DC/DC变换器的输出连接到所述指令对应的某一单体电池。