[发明专利]一种电池管理系统的主动均衡架构及主动均衡方法

说明书

本发明提供一种电池管理系统的主动均衡架构及方法，该电池管理系统的主动均衡架构，包括：电池包簇，包括多个串联的电池包；多个电池管理单元，与电池包一一对应相连；电池组控制单元，与多个电池管理单元相连，多个电池管理单元与同一个电池包簇内的电池包相连；电池簇控制单元，与电池组控制单元及电池包簇相连。该电池管理系统的主动均衡方法包括：S1、获取电池包内电池的电芯电压值，根据预设规则进行包内均衡；S2、计算整个电池包簇的电芯平均值，把电芯正偏差最高的和负偏差最高的电芯进行对比，如果差值超过了第二值，则进行包间均衡。本发明可以使在集装箱内上千颗电芯在运行环境下的一致性，从而提高整个集装箱储能系统的放电量。

技术领域

本发明属于大规模锂电储能领域，具体涉及一种电池管理系统的主动均衡架构及主动均衡方法。

背景技术

大规模储能系统需要成千上万颗电芯以串、并联的形式组成设计需要的容量。目前，大规模储能系统将串并联的电芯安装在集装箱内，集装箱内的电池成组主要由三个部分组成，电芯串联组成电池包(PACK)、PACK串联至储能变流器的额定直流侧电压形成一簇CLUSTER，最后多个簇并联安装后形成集装箱内的储能系统。如果集装箱内的电芯容量不一致将会导致整个储能系统充、放电容量受到影响从而达不到设计容量。

假设1簇电池由14个PACK组成，PACK的额定电量为10kWh。若其中一个PACK，由于其内部电芯不一致性过高，它能放出的电量只有8kWh，则这一簇的电量由额定的10*14＝140kWh降低到8*14＝112kWh。损失电量28kWh。如果集装箱内有12簇电池，则集装箱内损失电量为336kWh。这只是PACK内一个电芯不均衡的现象导致的。加入均衡后，可以把问题PACK放出的电量提高到9kWh，甚至恢复到10kWh。从而提高整个集装箱储能系统的放电量。可见，如何保证在集装箱内上千颗电芯在运行环境下的一致性是大规模储能系统必须解决的问题。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种电池管理系统的主动均衡架构，包括：

电池包簇，包括多个串联的电池包；

多个电池管理单元，与所述电池包一一对应相连；

电池组控制单元，与所述多个电池管理单元相连，所述多个电池管理单元与同一个电池包簇内的电池包相连；

电池簇控制单元，与所述电池组控制单元及电池包簇相连。

可选地，所述电池管理单元包括第一DC/DC模块以及与所述第一DC/DC模块相连的第一选择电路。

可选地，所述电池组控制单元包括第二DC/DC模块以及与所述第二DC/DC模块相连的第二选择电路。

可选地，所述电池簇控制单元通过第三DC/DC模块与所述电池包簇相连。

本发明提供一种电池管理系统的主动均衡方法，包括：

S1、获取电池包内电池的电芯电压值，根据预设规则进行包内均衡；

S2、计算整个电池包簇的电芯平均值，把电芯正偏差最高的和负偏差最高的电芯进行对比，如果差值超过了第二值，则进行包间均衡。

可选地，所述预设规则包括：若获取的所述电芯电压值与所述目标值的差值超过第一预设值，则启动电池管理单元中的第一DC/DC模块进行包内均衡。

可选地，所述步骤S2之后，包括：S3、获取电池包簇的簇间SOC，并据此通过第三DC/DC模块进行电池包簇间的功率分配。

可选地，所述步骤S3包括：调节所述第三DC/DC模块的下垂曲线的Kp斜率以得到不同的功率分配。