[发明专利]一种储能串联阵列及其控制方法

说明书

本发明公开了一种储能串联阵列，包括至少一条支路，支路由多个储能子模块相互串联而成，储能子模块由一个电池、一个二极管和一个开关构成，二极管与电池相并联，且二极管的正负极方向与与其并联的电池的正负极方向相反，开关设于电池与支路之间。该储能串联阵列，利用电池、二极管和开关构成一个可控制的储能子单元，通过控制开关的断开和闭合，可以方便地将其对应的电池开关操作，由此实现储能阵列的局部关停。而且，通过开关还可以对电池进行逐一时序断开，由此避免了储能阵列的输出端的电子开关在高压大电流情况下容易击穿或者继电器等机械开关电弧起火的问题，更加稳定和安全。本发明还公开了一种储能串联阵列的控制方法。

技术领域

本发明涉及储能装置，特别涉及一种储能串联阵列及其控制方法。

背景技术

目前常见的储能装置，一般由多个电池阵列构成，包括蓄电池阵列和太阳能板阵列。

为提高储能装置的输出端电压，通常会采取多个蓄电池或者多个太阳能板相互串联的形式。在这种形式中，多个蓄电池或者多个太阳能板构成一个串联的支路。此时如果电池阵列中的某一个电池出问题，电流无法通过，将会导致其所在的支路形成开路状态，无法输出电流，严重时将会影响这个储能装置的正常工作。

而且，常见的用于控制储能装置的开关方式有两种，即使用电子开关和物理开关，但电子开关在高压大电流情况下容易击穿，而且有泄露电流，不稳定也不安全；物理开关在分断时容易起电弧燃烧，不容易分断。

此外，传统方式对一组串联电池的开关是对串联总直流电压进行开关操作的。当使用继电器时，需要使用昂贵的高压直流真空继电器。当使用MOSFET或者IGBT等电子开关时，需要使用高压大电流的器件，功耗严重而且容易击穿。

发明内容

本发明的目的是提供一种储能串联阵列及其控制方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种储能串联阵列，包括至少一条支路，支路由多个储能子模块相互串联而成，储能子模块由一个电池、一个二极管和一个开关构成，二极管与电池相并联，且二极管的正负极方向与与其并联的电池的正负极方向相反，开关设于电池与支路之间。

进一步地，二极管正极和负极分别串联连接于支路中，开关与电池构成串联结构并与二极管相并联。

进一步地，开关断开时，支路的电流流经旁路的二极管形成放电。

进一步地，电池可以为蓄电池，也可以为太阳能板。

更进一步地，储能串联阵列包括多条支路，多条支路之间相互并联。

优选地，还包括一个逆变器，逆变器与支路两端相连接。

更进一步地，开关为继电器或者三极管或者晶闸管或者MOSFET(金氧半场效晶体管)或者IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等电子开关。

优选地，MOSFET分别与一个阵列控制板相连接，阵列控制板向MOSFET输出控制信号，进而控制相应的MOSFET的开关状态。

进一步地，阵列控制板通过一个电流电压传感器与蓄电池的连接，电流电压传感器直接将蓄电池的电流电压数据传递给阵列控制板，阵列控制板采集蓄电池的电流电压数据，用于检测蓄电池的工作状态。

进一步地，阵列控制板通过一个电流电压传感器与太阳能板的连接，电流电压传感器直接将太阳能板的发电电流电压数据传递给阵列控制板，阵列控制板采集太阳能板的发电电流电压数据，用于检测太阳能板的工作状态。

根据本发明的一个方面，提供了一种储能串联阵列的控制方法，包括以下操作：