[发明专利]一种储能系统的放电均衡装置和方法

说明书

一种储能系统的放电均衡装置和方法，该装置包括N个储能单元、储能状态采集单元、负载供电电源规格判断单元、放电控制单元和N个放电执行单元。该放电控制单元根据负载所需电压值以及每个储能单元的实时电压和/或实时温度状态信息选择合适的储能单元对负载进行供电，使得电压较高和/或温度较低的储能单元由于电压高而被优先释放电能，从而达到放电均衡的目的，有利于提高储能系统的寿命和安全性能。

技术领域

本发明涉及储能系统管理领域，具体涉及一种储能系统的放电均衡装置和方法。

背景技术

目前的储能系统是由多个储能的节点(电池)为基本单元，通过各种串并联方式构成高电压大容量的整体，用于给各种负载进行供电。该储能系统在放电的过程中，由于基本电池单元一致性，导致不同的单元有些电量已经放完了，有些还没有放完。这些对于整个能源系统的寿命和安全都带来影响。

目前的大容量储能系统通常是用满足需求带一定冗余的电压，增加容量完成大容量电池系统的架构，此应用主要为了电压低的安全考虑，但是需求是所有节点单元必须全部处于正常工作状态，一旦有个串联节点突然出现异常(比如欠压保护或者过温保护)，为了保护系统的安全，电池对外断路，系统对外电源就消失了。

对于上述问题目前的解决方案主要有两种方式：被动均衡和主动均衡。被动均衡是对于每个基本单元并联电阻的方式，对于放电过程中对于电压高的通过电阻放电，使得每个电源的量保持放电一致从而达到容量均衡的目的。此种方案可以使得电池基本同时进入欠压保护状态，但是对于电池的能源利用率比较低，有些能源通过电阻的方式以热量的方式消耗。主动均衡是在放电的过程中采取大量的切换开关使得能量高的节点向能量低的节点充电，以完成能源的均衡。该方案优点是对于能源的利用率很高，但是产品的设计和控制方法很复杂，成本昂贵，风险性高，而且目前还没有商业化的储能管理用主动均衡方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种储能系统的放电均衡装置和方法，在储能系统中选择电压高的电源优先释放电能，从而使储能系统达到电量均衡的目的，提高整个储能系统的寿命和安全性能。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明的第一方面提供了一种储能系统的放电均衡装置，包括N个储能单元、储能状态采集单元、负载供电电源规格判断单元、放电控制单元和N个放电执行单元；每个储能单元连接有所述储能状态采集单元，所述负载供电电源规格判断单元连接所述放电控制单元；所述储能状态采集单元与所述放电控制单元连接，所述放电控制单元与所述放电执行单元连接，所述放电执行单元与所述储能单元对应连接；其中，N为大于1的整数；

所述储能单元用于存储电能并向用电负载供电，N个储能单元相互串联连接；

所述储能状态采集单元用于采集每个所述储能单元的状态信息，并将所述状态信息发送至所述放电控制单元；

所述负载供电电源规格判断单元用于判断连接的负载所需的供电电源规格，并将其发送给所述放电控制单元；

所述放电控制单元根据所述供电电源规格和状态信息选择相应的M个储能单元，并控制与所述M个储能单元对应的放电执行单元使其对负载进行放电，其中M为正整数，且MN。

进一步的，所述储能状态采集单元采集的状态信息包括储能单元的电压和温度的状态信息。

进一步的，所述放电控制单元根据所述供电电源规格确定M的数值，使得M个储能单元串联连接的供电电压值大于等于所述负载用电所需的电压值。

进一步的，所述放电控制单元根据所述状态信息选择相应的M个储能单元包括：根据每个储能单元的实时电压值V_i，i∈N，对所述N个储能单元的电压从高到低进行排序，选择前M个储能单元，控制其对应的放电执行单元，使所述M个储能单元对负载进行放电。