[发明专利]新能源船舶直流组网系统及电池功率控制方法

权利要求书

1.新能源船舶直流组网系统，其特征在于，包括配置相同的左舷和右舷两个电力单元，左舷电力单元和右舷电力单元内设有直流母线(3)，母线断路器(4)将两舷的直流母线(3)连接，电力单元包括动力组件和负载组件，动力组件包括并列设置的多组配置相同的电池支路，电池支路包括与直流母线(3)依次连接的斩波器(2)、锂电池组(1)，锂电池组(1)上还连接有绝缘测试装置(5)，负载组件包括推进负载和日用电源负载，负载组件与直流母线(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的新能源船舶直流组网系统，其特征在于，所述的推进负载包括与直流母线(3)连接且依次布置的推进逆变器(6)、推进电机(7)和桨叶(8)，日用电源负载包括与直流母线(3)连接且依次布置的日用逆变器(9)和日用变压器(10)，日用变压器(10)与船上各个日用负载连接。

3.使用权利要求2所述的新能源船舶直流组网系统的电池功率控制方法，其特征在于，控制方法包括以下步骤：

Step1、健康指数的设定：设定各锂电池组(1)的健康指数初始值S＝1，根据锂电池组(1)的实际使用状况，影响健康指数的因素包括锂电池组(1)的剩余电量、锂电温度、电压和绝缘状态，对影响健康指数各个因素的占比进行分析；

Step2、初始功率分配，在本直流组网系统中，各个锂电池组(1)的初状态均一致，即具有名义上相同的健康指数S，根据负载反馈的当前稳定功率需求，将总功率P平均分配给各个锂电池组(1)，每个锂电池组(1)初始输出的功率均为

Step3、健康指数加权分析，根据各个锂电池组(1)动态变化的实际健康指数S_j对各个锂电池组(1)的初始输出功率P⁰_j进行加权调整；

Step4、功率调整：根据Step3中得到的锂电池组(1)功率调整的加权差值△P_j，并通过各锂电池组(1)所在支路上的斩波器(2)对其进行差异化控制，改变各锂电池组(1)的输出功率值；

Step5、采集各个锂电池组(1)的参数并分析各个锂电池组(1)的实时健康指数S_j，然后重复Step1至Step4对各个锂电池组(1)进行动态调节，使各个锂电池组(1)的剩余使用寿命趋于一致。

4.根据权利要求3所述的新能源船舶直流组网系统的电池功率控制方法，其特征在于，所述的Step1中，影响健康指数各个因素的占比分析具体方法为：

Step1.1、初始值设置：记各个影响因素对健康指数的预设影响占比为式中i＝{1,2,3,4}分别表示锂电池组(1)剩余电量、温度、电压和绝缘状态；

Step1.2、锂电池组参数测量：中央控制系统每隔固定时间对各锂电池组j的参数进行统计与测量，其中j＝{1,2,3…n}，参数包括监控电池得出的锂电池组剩余电量值X_j、锂电池组实时温度T_j、锂电池组实时电压U_j、锂电池组漏电电流I_j；

Step1.3、各影响系数分析：将Step1.2中各锂电池组的各项参数进行分析，获得其对各个影响因素的影响系数k_i^j：

a.锂电池组剩余电量影响系数式中x为电池电量的最低阈值，当锂电池的剩余电量低于x时，该锂电池组不再输出功率；

b.锂电池组实时温度影响系数式中t₁为锂电池组可以正常工作的最低温度，t₂为锂电池组可以正常工作的最高温度；

c.锂电池组实时电压影响系数式中u为系统稳定运行时的设定电压，△U为设定的电压波动阈值；

d.锂电池组绝缘状态影响系数式中I₀为锂电池组绝缘极限漏电电流，当I_jI₀时即是锂电池组电芯内部存在短路异物；

Step1.4、健康指数计算：依据前述分析可知，各锂电池组的综合影响系数为因此各电池组的健康指数为S_j＝K_jS。