[发明专利]一种电网串联可变向电池成组系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种电网串联可变向电池成组系统及控制方法，包括串联的储能能量模块和动力能量模块；所述储能能量模块和动力能量模块串联后连接电网；所述储能能量模块设有至少一个，包括储能电池和反接隔离电路，所述反接隔离电路能将储能电池反接或隔离；所述动力能量模块设有至少一个，包括动力电池和变功率输出输入电路，所述变功率输出输入电路能将动力电池的输出进行升压和对动力电池进行充电；所述反接隔离电路和变功率输出输入电路都与总控制器连接。本发明可以使每一串电池主动隔离出母线，故可以实现在某串电池出现不一致时将电池隔离停止充放电或者反接给电池充放电，以期达到整个电池包电池均衡的目的。

技术领域

本发明涉及电网电池成组系统技术领域，尤其涉及一种电网串联可变向电池成组系统及控制方法。

背景技术

目前发电厂或家庭发电中普遍采用的储能电池的电池成组方案是电池串联、并联或串并联结合，其中串并联结合的方案最为常见。该方案结构固然简单但其带来的缺点也不容忽视。

串并联结合的方案中要求电池性能高度一致，即对电池的一致性要求较高。但电池加工工艺必然导致实际生产中电池性能的差异产生。提高电池一致性需要对电池设备、人员、技术、工艺等提出较高的要求，这将大大增加电池的生产成本。

目前发电厂或家庭发电中采用电池包往往是电动汽车退役的梯次电池或电池厂生产的B品电池。这种电池往往一致性较差，且在发电厂或家庭发电使用中采用的普通串并联结合成组方案。这将面临“短板效应”，即，电池包使用过程中某一串电池出现电量过少，则整个电池包可用电量将取决于该串电池的电量，其他性能完好的电池多余的能量无法得以使用。另外，串并联结合的成组方案中各串电池之间如果出现“SOC(State of Charge)错位现象”(即，各串电池不会同时充满电和各串电池不会同时放完电)，则整个电池包的可用能量将限定在最先充满电和最先放完电的电池荷电状态(SOC)之间。这两个现象都将导致发电用储能电池包电量达不到续航电量要求而提前退役。

目前，解决“短板效应”和“SOC错位现象”问题的方案主要是电池SOC均衡系统。但是目前电池均衡系统面临着质量大、结构复杂、成本高，且关键的一点是均衡功率过低，无法较快的完成均衡任务。另外一种耗能式均衡系统是在每一串电池上并联一个电阻，当电池不一致到设定阈值之后SOC较大的电池并联的电阻前的开关闭合，电阻开始将该串电池多余的电量消耗掉。但该方案发热严重、浪费能量，反而从另一个角度导致发电用储能电池包续航电量下降，且也面临均衡效率低、均衡效果不佳的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种电网串联可变向电池成组系统及控制方法，能够快速在线不停机均衡电池SOC的不一致现象；实现均衡时，不影响系统输入输出性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电网串联可变向电池成组系统，包括串联的储能能量模块和动力能量模块；

所述储能能量模块设有至少一个，包括储能电池和反接隔离电路，所述反接隔离电路能将储能电池反接或隔离；所述储能能量模块和动力能量模块串联后连接电网；

所述动力能量模块设有至少一个，包括动力电池和变功率输出输入电路，所述变功率输出输入电路能将动力电池的输出进行升压和对动力电池进行充电；

所述反接隔离电路和变功率输出输入电路都与总控制器连接。

所述储能能量模块在系统中的数量根据对电池包续航的多少确定。

所述动力能量模块在系统中的数量根据对电池包功率的多少确定。

所述储能能量模块的能量密度大于所述动力能量模块的能量密度；所述储能能量模块的功率密度小于所述动力能量模块的功率密度。