可动态投切的储能电池簇及控制方法.pdf



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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310065720.5(22)申请日 2023.01.12(71)申请人 中国长江三峡集团有限公司地址 430010 湖北省武汉市江岸区六合路1号(72)发明人 林恩德乐波王鹏磊于琦李雨欣高潮苏一博(74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250专利代理师 陈丕光(51)Int.Cl.H02K 7/18(2006.01)H02J 7/14(2006.01)H01M 10/44(2006.01)F01B 19/02(2006.01)F01B 23/10(2006.01)(54。
2、)发明名称一种可动态投切的储能电池簇及控制方法(57)摘要本发明提供一种可动态投切的储能电池簇及控制方法,储能电池簇包括:多个储能模块,多个储能模块串联连接,储能模块与外部电路连接;储能模块包括:投切管理单元,投切控制开关、二极管组和电池模组;其中,投切管理单元分别与电池模组和投切控制开关通讯连接,投切控制开关与二极管组并联连接,电池模组与投切控制开关串联连接;投切管理单元,用于获取充电指令、放电指令和电池模组的状态参数,基于充电指令、放电指令和电池模组的状态参数确定投切控制指令,并将投切控制指令发送给投切控制开关;投切控制开关,用于基于投切控制指令进行通断,以实现对电池模组的控制。该储能电池。
3、簇控制逻辑简单,实现了对电池模组的安全控制。权利要求书2页 说明书10页 附图3页CN 116613930 A2023.08.18CN 116613930 A1.一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,包括:多个储能模块,所述多个储能模块串联连接;所述储能模块包括:投切管理单元,投切控制开关、二极管组和电池模组;其中,所述投切管理单元分别与所述电池模组和所述投切控制开关通讯连接,所述投切控制开关与所述二极管组并联连接,所述电池模组与所述投切控制开关串联连接;所述投切管理单元,用于获取充电指令、放电指令和所述电池模组的状态参数,基于所述充电指令、所述放电指令和所述电池模组的状态参数确定投切控制指。
4、令,并将所述投切控制指令发送给所述投切控制开关;所述投切控制开关,用于基于所述投切控制指令进行通断,以实现对所述电池模组的控制。2.根据权利要求1所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述投切控制开关,包括:投入控制开关和切除控制开关;其中,所述投入控制开关的漏极与所述切除控制开关的源极串联连接,所述投入控制开关的源极与所述电池模组的正极连接,所述切除控制开关的漏极与所述电池模组的负极连接,所述投入控制开关的漏极与所述切除控制开关的源极之间与外部电路的正极端子连接,所述切除控制开关的漏极与所述电池模组的负极之间与外部电路的负极端子连接。3.根据权利要求2所述的一种可动态投切的储能电池簇。
5、,其特征在于,所述投切管理单元,还用于当获取到开机指令时,采集所述电池模组的状态参数;所述电池模组处于锁闭状态,所述投入控制开关和所述切除控制开关断开。4.根据权利要求2所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述二极管组,包括:第一二极管和第二二极管;其中,所述第一二极管与所述投入控制开关并联连接,所述第二二极管与所述切除控制开关并联连接。5.根据权利要求4所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述投切管理单元,还用于当获取到充电指令或放电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,向所述投入控制开关发送第一导通指令,向所述切除控制开关发送第一断开指令;所述投入控制开关基于所。
6、述第一导通指令导通,所述切除控制开关基于所述第一断开指令截止,所述电池模组处于投入状态。6.根据权利要求5所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述投切管理单元,还用于:当获取到充电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制充电电流从所述外部电路的正极端子流入,从所述外部电路的负极端子流出,所述第一二极管导通,所述第二二极管截止;当获取到放电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制放电电流从所述外部电路的负极端子流入,从所述外部电路的正极端子流出,所述第一二极管和所述第二二极管截止。7.根据权利要求4所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述投切管理单元,还用。
7、于当获取到充电指令或放电指令,且所述电池模组的状态参数不符合预设条件时,向所述投入控制开关发送第二断开指令,向所述切除控制开关发送第二导通指令;所述投入控制开关基于所述第二断开指令截止,所述切除控制开关基于所述第二导通指令导通,权利要求书1/2 页2CN 116613930 A2所述电池模组处于旁路状态。8.根据权利要求7所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,所述投切管理单元,还用于:当获取到充电指令,且所述电池模组的状态参数不符合预设条件时,控制充电电流从所述外部电路的正极端子流入,从所述外部电路的负极端子流出,所述第一二极管截止,所述第二二极管导通;当获取到放电指令,且所述电池模组。
8、的状态参数不符合预设条件时,控制放电电流从所述外部电路的负极端子流入,从所述外部电路的正极端子流出,所述第一二极管和所述第二二极管截止。9.根据权利要求1所述的一种可动态投切的储能电池簇,其特征在于,还包括:熔断器;所述熔断器分别与所述投入控制开关和所述电池模组连接,用于当检测到所述投切控制开关、所述电池模组和所述二极管组出现短路故障或过流故障时熔断,以断开所述电池模组与所述投入控制开关之间的连接。10.一种可动态投切的储能电池簇的控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1至9任一项所述的可动态投切的储能电池簇,所述方法包括:获取充电指令、放电指令和电池模组的状态参数;基于所述充电指令、所述放电。
9、指令和所述电池模组的状态参数确定投切控制指令,并将所述投切控制指令发送给投切控制开关;其中,所述投切控制开关基于所述投切控制指令进行通断,以实现对所述电池模组的控制。权利要求书2/2 页3CN 116613930 A3一种可动态投切的储能电池簇及控制方法技术领域0001本发明涉及电化学储能电池管理技术领域,尤其是涉及一种可动态投切的储能电池簇及控制方法。背景技术0002电化学储能是支持以新能源为主体的新型电力系统的关键支撑技术,具有良好的市场前景与发展空间。传统的电化学储能电池簇采用多个模组固定串并联结构,电池簇中任意一个模组出现故障,或者在充电过程中电压达到上限、或者在放电过程中电压达到下限。
10、、或者出现温度超标等异常,必须整簇切除,其控制灵活性不够,同时带来系统有效容量降低的问题,严重影响了储能电站的运行安全与寿命,不利于产业的可持续发展。0003现有技术提出的一种可动态可重构方法,通过电子开关控制的多模组并联的方式实现对故障模组、电压或SOC(state of charge,荷电状态,即剩余电量)不一致模组的动态切除来实现模组间的电量均衡,提高系统安全性,或有效容量,但由于存在模组并联,其投切与旁路控制逻辑复杂,并不能很好实现安全性与经济性目标。发明内容0004因此,本发明技术方案主要解决现有电化学储能电池簇投切与旁路控制逻辑复杂的缺陷,从而提供一种可动态投切的储能电池簇及控制方。
11、法。0005第一方面,本发明实施例提供了一种可动态投切的储能电池簇,包括:多个储能模块,所述多个储能模块串联连接;所述储能模块包括:投切管理单元,投切控制开关、二极管组和电池模组;其中,所述投切管理单元分别与所述电池模组和所述投切控制开关通讯连接,所述投切控制开关与所述二极管组并联连接,所述电池模组与所述投切控制开关串联连接;0006所述投切管理单元,用于获取充电指令、放电指令和所述电池模组的状态参数,基于所述充电指令、所述放电指令和所述电池模组的状态参数确定投切控制指令,并将所述投切控制指令发送给所述投切控制开关;0007所述投切控制开关,用于基于所述投切控制指令进行通断,以实现对所述电池模。
12、组的控制。0008本发明实施例提供的一种可动态投切的储能电池簇,多个储能模块串联连接,通过投切管理单元的投切控制指令控制投切控制开关的通断,进而实现对电池模组的投入、切除及锁闭状态的切换控制,对电池模组的控制逻辑简单,其中,根据充电指令、放电指令和电池模组的状态参数对电池模组进行快速投入或切除,实现多个储能模块间的状态与电量的一致性管理,通过动态投切,避免了储能电池簇工作过程中的出现过充或过放,实现了对电池模组的故障隔离与安全控制。0009结合第一方面,在一种可能的实施方式中,所述投切控制开关,包括:投入控制开关和切除控制开关;其中,说明书1/10 页4CN 116613930 A40010所。
13、述投入控制开关的漏极与所述切除控制开关的源极串联连接,所述投入控制开关的源极与所述电池模组的正极连接,所述切除控制开关的漏极与所述电池模组的负极连接,所述投入控制开关的漏极与所述切除控制开关的源极之间与外部电路的正极端子连接,所述切除控制开关的漏极与所述电池模组的负极之间与外部电路的负极端子连接。0011结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述投切管理单元,还用于当获取到开机指令时,采集所述电池模组的状态参数;所述电池模组处于锁闭状态,所述投入控制开关和所述切除控制开关断开。0012结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述二极管组,包括:第一二极管和第二二极管;其中,0013所述第一二。
14、极管与所述投入控制开关并联连接,所述第二二极管与所述切除控制开关并联连接。0014结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述投切管理单元,还用于当获取到充电指令或放电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,向所述投入控制开关发送第一导通指令,向所述切除控制开关发送第一断开指令;所述投入控制开关基于所述第一导通指令导通,所述切除控制开关基于所述第一断开指令截止,所述电池模组处于投入状态。0015结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述投切管理单元,还用于:0016当获取到充电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制充电电流从所述外部电路的正极端子流入,从所述外部电路的负极端。
15、子流出,所述第一二极管导通,所述第二二极管截止;0017当获取到放电指令,且所述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制放电电流从所述外部电路的负极端子流入,从所述外部电路的正极端子流出,所述第一二极管和所述第二二极管截止。0018结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述投切管理单元,还用于当获取到充电指令或放电指令,且所述电池模组的状态参数不符合预设条件时,向所述投入控制开关发送第二断开指令,向所述切除控制开关发送第二导通指令;所述投入控制开关基于所述第二断开指令截止,所述切除控制开关基于所述第二导通指令导通,所述电池模组处于旁路状态。0019结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,所述投。
16、切管理单元,还用于:0020当获取到充电指令,且所述电池模组的状态参数不符合预设条件时,控制充电电流从所述外部电路的正极端子流入,从所述外部电路的负极端子流出,所述第一二极管截止,所述第二二极管导通;0021当获取到放电指令,且所述电池模组的状态参数不符合预设条件时,控制放电电流从所述外部电路的负极端子流入,从所述外部电路的正极端子流出,所述第一二极管和所述第二二极管截止。0022结合第一方面,在另一种可能的实施方式中,还包括:熔断器;0023所述熔断器分别与所述投入控制开关和所述电池模组连接,用于当检测到所述投切控制开关、所述电池模组和所述二极管组出现短路故障或过流故障时熔断,以断开所述电池。
17、模组与所述投入控制开关之间的连接。说明书2/10 页5CN 116613930 A50024第二方面,本发明实施例还提供了一种可动态投切的储能电池簇的控制方法,应用于可动态投切的储能电池簇,所述方法包括:0025获取充电指令、放电指令和电池模组的状态参数;0026基于所述充电指令、所述放电指令和所述电池模组的状态参数确定投切控制指令,并将所述投切控制指令发送给投切控制开关;其中,所述投切控制开关基于所述投切控制指令进行通断,以实现对所述电池模组的控制。附图说明0027为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而。
18、易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。0028图1为本发明实施例提供的一种可动态投切的储能电池簇的框图;0029图2为本发明实施例提供的储能模块的连接示意图;0030图3为本发明实施例提供的一种可动态投切的储能电池簇的控制方法的流程图;0031图4为本发明实施例中电子设备的一个具体示例图。具体实施方式0032下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的。
19、所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。0033在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接、机械连接,也可以是电连接;或者可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。0034本发明实施例提供了一种可动态投切的储能电池簇,如图12所示,包括:多个储能模块1,上述多个储能模块1串联连接;上述储能。
20、模块1包括:投切管理单元2,投切控制开关3、二极管组4和电池模组5;其中,上述投切管理单元2分别与上述电池模组5和上述投切控制开关3通讯连接,上述投切控制开关3与上述二极管组4并联连接,上述电池模组5与上述投切控制开关3串联连接。0035上述投切管理单元2,用于获取充电指令、放电指令和上述电池模组5的状态参数,基于上述充电指令、上述放电指令和上述电池模组5的状态参数确定投切控制指令,并将上述投切控制指令发送给上述投切控制开关3。0036上述投切控制开关3,用于基于上述投切控制指令进行通断,以实现对上述电池模组5的控制。0037具体地,投切管理单元2实时监测电池模组5的电压、模组内电芯的电压及温。
21、度等状态参数,通过接收电池管理系统(BMS)发送的充电指令、放电指令,以及对电池模组5的状说明书3/10 页6CN 116613930 A6态监测结果对投切控制开关3的门级发送驱动控制电平信号,控制其导通或断开。0038进一步地,储能模块1开机投运:当储能模块1收到电池管理系统的开机指令,电池模组5转入锁闭状态,实时监测电池模组5的电压、温度等状态参数,判断电池模组5的状态是否正常,等候充电或放电指令;其中,电池模组5的状态正常是指电池模组5电压、模组内各个电芯的电压、模组内部温度等指标在设计规定的范围内;当储能模块1收到电池管理系统发送的充电指令或放电指令,且判断当前电池模组5状态正常,电池。
22、模组5转入投入状态;当储能模块1收到电池系统发送充电指令或放电指令,且判断电池模组5状态不正常时,电池模组5转入旁路状态。0039具体地,投切管理单元2可以与电池模组5一一对应设置,也可以设置一个投切管理单元2管理储能电池簇中多个储能模块1的电池模组5。0040进一步地,串联多个储能模块1,形成电池簇,投切管理单元2可根据不同的需要对电池簇进行投切控制:当在充电状态下,当投切管理单元2检测到某个电池模组5的电压显著高于其他电池模组5或者该电池模组5已经充满时,将该电池模组5切换为旁路状态,避免该储能模块1中的电池模组5过充;在放电状态下,当投切管理单元2检测到某个电池模组5的电压显著低于其他电。
23、池模组5或者电池模组5已经放空时,将该电池模组5切换为旁路状态,避免该电池模组5过放;在工作状态下,当投切管理单元2检测到某个电池模组5的温度异常时,将该电池模组5旁路,直至温度恢复正常时再投入运行,降低安全隐患;当投切管理单元2检测到电池模组5出现其他故障时,将该电池模组5切除,保证电池簇的其他电池模组5能继续正常运行。0041本实施例提出的一种可动态投切的储能电池簇,通过投切管理单元的投切控制指令控制投切控制开关3的通断,进而实现对电池模组的投入、切除及锁闭状态的切换控制,对电池模组的控制逻辑简单,其中,根据充电指令、放电指令和电池模组的状态参数对电池模组进行快速投入或切除,实现多个储能模。
24、块间的状态与电量的一致性管理,通过动态投切,避免了储能电池簇工作过程中的出现过充或过放,实现了对电池模组的故障隔离与安全控制;并且储能电池簇支持电池模组投入、旁路与锁闭三种状态,支持投入与旁路状态的在线柔性切换,支持电池模组故障快速隔离、模组间电量均衡等需求,保证了每个电池模组充分充满或放空,可显著提高电池系统的容量利用率与安全性。0042作为本发明一个可选实施方式,上述投切控制开关3,包括:投入控制开关6和切除控制开关7;其中,0043上述投入控制开关6的漏极与上述切除控制开关7的源极串联连接,上述投入控制开关6的源极与上述电池模组5的正极连接,上述切除控制开关7的漏极与上述电池模组5的负极。
25、连接;上述投入控制开关6的漏极与上述切除控制开关7的源极之间与上述外部电路的正极端子连接,上述切除控制开关7的漏极与上述电池模组5的负极之间与上述外部电路的负极端子连接。0044具体地,投切控制开关3为2个场效应管(MOSFIT),分别为投入控制开关6与切除控制开关7;或为了进一步降低导通压降与功耗,投切控制开关3也可以为2组场效应管,每组对应的多个场效应管器件并联连接。0045进一步地,如图2所示,多个投切控制单元可通过外部电路的正极端子A和外部电路的负极端子B依次进行串联,构成整个可动态重构的电池簇。说明书4/10 页7CN 116613930 A70046进一步地,投切管理单元2输出的驱。
26、动控制电平信号通过运算放大器取反,同时确定2个高低不同的信号,分别接入投入控制开关6和切除控制开关7的门极,确保同一时间只有一个开关导通。0047作为本发明一个可选实施方式,上述投切管理单元2,还用于当获取到开机指令时,采集上述电池模组5的状态参数;上述电池模组5处于锁闭状态,上述投入控制开关6和上述切除控制开关7断开。0048具体地,当投切管理单元2收到电池管理系统的开机指令,储能模块1转入待机状态,实时监测电池模组5的电压、温度等参数,判断电池模组5的状态是否正常,等候充电或放电指令;其中,电池模组5待机时为锁闭状态,投入控制开关6和切除控制开关7断开,外部电路的正极端子和外部电路的负极端。
27、子之间无电压,储能模块1内部无电流。0049作为本发明一个可选实施方式,上述二极管组4,包括:第一二极管8和第二二极管9;其中,0050上述第一二极管8与上述投入控制开关6并联连接,上述第二二极管9与上述切除控制开关7并联连接。0051具体地,投入控制开关6反向并联二极管,切除控制开关7反向并联二极管;其中,为控制二极管功耗,将场效应管的源极未与衬底连在一起,源极和漏极可以互换使用,电流可以双向导通。0052进一步地,在导通压降与功耗保证的前提下,也可以利用场效应管内嵌的反向二极管作为二极管组4。0053作为本发明一个可选实施方式,上述投切管理单元2,还用于当获取到充电指令或放电指令,且上述电。
28、池模组5的状态参数符合预设条件时,向上述投入控制开关6发送第一导通指令,向上述切除控制开关7发送第一断开指令;上述投入控制开关6基于上述第一导通指令导通,上述切除控制开关7基于上述第一断开指令截止,上述电池模组5处于投入状态。0054作为本发明一个可选实施方式,上述投切管理单元2,还用于:0055当获取到充电指令,且上述电池模组5的状态参数符合预设条件时,控制充电电流从上述外部电路的正极端子流入,从上述外部电路的负极端子流出,上述第一二极管8导通,上述第二二极管9截止。0056当获取到放电指令,且上述电池模组5的状态参数符合预设条件时,控制放电电流从上述外部电路的负极端子流入,从上述外部电路的。
29、正极端子流出,上述第一二极管8和上述第二二极管9截止。0057具体地,如图2所示,当电池模组5处于投入状态时,投入控制开关6导通,切除控制开关7断开:充电时,电流从外部电路的正极端子A流入,第一二极管8两端的电压形成压差,即外部电路的正极端子A处的电压大于电池模组端的电压,生成正向电压,且正向电压大于第一二极管8的导通电压,第一二极管8导通,由于切除控制开关7断开,所以第二二极管9两端无电压,第二二极管9截止,通过投入控制开关6和第一二极管8给电池模组5充电,从外部电路的负极端子B流出。0058进一步地,放电时,电流从外部电路的负极端子B流入,外部电路的正极端子A处的电压小于电池模组端的电压,。
30、生成反向电压,第一二极管8截止,第二二极管9也处于截止状说明书5/10 页8CN 116613930 A8态,电池模组5通过投入控制开关6进行放电,放出的电流从外部电路的正极端子A流出。0059作为本发明一个可选实施方式,上述投切管理单元2,还用于当获取到充电指令或放电指令,且上述电池模组5的状态参数不符合预设条件时,向上述投入控制开关6发送第二断开指令,向上述切除控制开关7发送第二导通指令;上述投入控制开关6基于上述第二断开指令截止,上述切除控制开关7基于上述第二导通指令导通,上述电池模组5处于旁路状态。0060作为本发明一个可选实施方式,上述投切管理单元2,还用于:0061当获取到充电指令。
31、,且上述电池模组5的状态参数不符合预设条件时,控制充电电流从上述外部电路的正极端子流入,从上述外部电路的负极端子流出,上述第一二极管8截止,上述第二二极管9导通。0062当获取到放电指令,且上述电池模组5的状态参数不符合预设条件时,控制放电电流从上述外部电路的负极端子流入,从上述外部电路的正极端子流出,上述第一二极管8和上述第二二极管9截止。0063具体地,当投切管理单元2检测到电池模组5状态异常时,将电池模组5切入到旁路状态;当电池模组5处于旁路状态时,投入控制开关6截止,切除控制开关7导通;充电时,电流从外部电路的正极端子A流入,由于投入控制开关6截止,所以第一二极管两端无电压,第一二极管。
32、8截止,电流经过切除控制开关7,从外部电路的负极端子B流出,第一二极管8两端的电压形成压差,即电池模组端的电压大于外部电路的负极端子B处的电压,生成正向电压,且正向电压大于第二二极管9的导通电压,第二二极管9导通。0064进一步地,放电时,电池模组5的电流从外部电路的负极端子B流入,经过切除控制开关7,从外部电路的正极端子A流出,电池模组端的电压小于外部电路的负极端子B处的电压,生成反向电压,第二二极管9截止,此时第一二极管8也处于截止状态。0065进一步地,当投切管理单元2检测到电池模组5状态正常,将电池模组5切入到投入状态。0066作为本发明一个可选实施方式,还包括:熔断器10;0067上。
33、述熔断器10分别与上述投入控制开关6和上述电池模组5连接,用于当检测到上述投切控制开关3、上述电池模组5和上述二极管组4出现短路故障或过流故障时熔断,以断开上述电池模组5与上述投入控制开关6之间的连接。0068具体地,为避免出现投切控制开关3与二极管故障导致电池模组5过流或外部短路,在投入控制开关6与电池模组5之间设置熔断器10,实现对储能模块1的保护。0069如图2所示,下面通过具体的实施例来说明一种可动态投切的储能电池簇的工作过程的。0070实施例1:0071储能模块待机时为锁闭状态,M1、M2关闭,端子A、B之间无电压,储能模块内部无电流;0072投切管理单元收到电池管理系统发送充电指令。
34、或放电指令,且储能模块判断电池模组状态正常,电池模组转入投入状态;0073其中,当电池模组处于投入状态时,M1导通,M2断开:0074当收到充电指令时,外部电路的电流从端子A流入,D1导通,D2截止,通过M1及D1,说明书6/10 页9CN 116613930 A9给电池模组充电,从端子B流出;0075当收到放电指令时,电池模组的电流从端子B流入,D1、D2均截止,电池模组处于放电状态、通过M1,从端子A流出;0076投切管理单元收到电池系统发送充电指令或放电指令时,当电池模组状态不正常,电池模组转入旁路状态;0077其中,当电池模组处于旁路状态时,M1断开,M2导通:0078当收到充电指令时。
35、,外部电路的电流从端子A流入,D1截止,电流经过M2,从B流出,电池模组处于旁路状态;0079当收到放电指令时,电池模组的电流从端子B流入,经过M2,从A端口流出,D1、D2均截止,电池模组处于旁路状态;0080当投切管理单元检测到电池模组状态正常,切入到投入状态。0081本发明实施例还公开了一种可动态投切的储能电池簇的控制方法,应用于上述可动态投切的储能电池簇,如图3所示,上述方法包括:0082S301、获取充电指令、放电指令和电池模组的状态参数。0083S302、基于上述充电指令、上述放电指令和上述电池模组的状态参数确定投切控制指令,并将上述投切控制指令发送给投切控制开关;其中,上述投切控。
36、制开关基于上述投切控制指令进行通断,以实现对上述电池模组的控制。0084具体地,投切管理单元实时监测电池模组的电压、模组内电芯的电压及温度等状态参数,通过接收电池管理系统(BMS)发送的充电指令、放电指令,以及对电池模组的状态监测结果对投切控制开关的门级发送驱动控制电平信号,控制其导通或断开。0085进一步地,储能模块开机投运:当储能模块收到电池管理系统的开机指令,电池模组转入锁闭状态,实时监测电池模组的电压、温度等状态参数,判断电池模组的状态是否正常,等候充电或放电指令;其中,电池模组的状态正常是指电池模组电压、模组内各个电芯的电压、模组内部温度等指标在设计规定的范围内;当储能模块收到电池管。
37、理系统发送的充电指令或放电指令,且判断当前电池模组状态正常,电池模组转入投入状态;当储能模块收到电池系统发送充电指令或放电指令,且判断电池模组状态不正常时,电池模组转入旁路状态。0086具体地,投切管理单元可以与电池模组一一对应设置,也可以设置一个投切管理单元2管理储能电池簇中多个储能模块的电池模组。0087进一步地,串联多个储能模块,形成电池簇,投切管理单元可根据不同的需要对电池簇进行投切控制:当在充电状态下,当投切管理单元检测到某个电池模组的电压显著高于其他电池模组或者该电池模组已经充满时,将该电池模组切换为旁路状态,避免该储能模块中的电池模组过充;在放电状态下,当投切管理单元检测到某个电。
38、池模组的电压显著低于其他电池模组或者电池模组已经放空时,将该电池模组切换为旁路状态,避免该电池模组过放;在工作状态下,当投切管理单元检测到某个电池模组的温度异常时,将该电池模组旁路,直至温度恢复正常时再投入运行,降低安全隐患;当投切管理单2检测到电池模组出现其他故障时,将该电池模组切除,保证电池簇的其他电池模组能继续正常运行。0088本发明提供的一种可动态投切的储能电池簇的控制方法,通过投切管理单元的投切控制指令控制投切控制开关的通断,进而实现对电池模组的投入、切除及锁闭状态的切说明书7/10 页10CN 116613930 A10换控制,对电池模组的控制逻辑简单,其中,根据充电指令、放电指令。
39、和电池模组的状态参数对电池模组进行快速投入或切除,实现多个储能模块间的状态与电量的一致性管理,通过动态投切,避免了储能电池簇工作过程中的出现过充或过放,实现了对电池模组的故障隔离与安全控制;并且储能电池簇支持电池模组投入、旁路与锁闭三种状态,支持投入与旁路状态的在线柔性切换,支持电池模组故障快速隔离、模组间电量均衡等需求,保证了每个电池模组充分充满或放空,可显著提高电池系统的容量利用率与安全性。0089作为本发明一个可选实施方式,上述步骤S502,包括:0090当获取到开机指令时,采集上述电池模组的状态参数;上述电池模组处于锁闭状态,上述投入控制开关和上述切除控制开关断开。0091具体地,当投。
40、切管理单元收到电池管理系统的开机指令,储能模块转入待机状态,实时监测电池模组的电压、温度等参数,判断电池模组的状态是否正常,等候充电或放电指令;其中,电池模组待机时为锁闭状态,投入控制开关和切除控制开关断开,外部电路的正极端子和外部电路的负极端子之间无电压,储能模块内部无电流。0092作为本发明一个可选实施方式,上述步骤S502,还包括:0093当获取到充电指令或放电指令,且上述电池模组的状态参数符合预设条件时,向上述投入控制开关发送第一导通指令,向上述切除控制开关发送第一断开指令;上述投入控制开关基于上述第一导通指令导通,上述切除控制开关基于上述第一断开指令截止,上述电池模组处于投入状态。0。
41、094作为本发明一个可选实施方式,上述步骤S502,还包括:0095当获取到充电指令,且上述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制充电电流从上述外部电路的正极端子流入,从上述外部电路的负极端子流出,上述第一二极管导通,上述第二二极管截止。0096当获取到放电指令,且上述电池模组的状态参数符合预设条件时,控制放电电流从上述外部电路的负极端子流入,从上述外部电路的正极端子流出,上述第一二极管和上述第二二极管截止。0097具体地,当电池模组处于投入状态时,投入控制开关导通,切除控制开关断开:充电时,电流从外部电路的正极端子A流入,第一二极管两端的电压形成压差,即外部电路的正极端子A处的电压大于电池模。
42、组端的电压,生成正向电压,且正向电压大于第一二极管的导通电压,第一二极管导通,由于切除控制开关断开,所以第二二极管两端无电压,第二二极管截止,通过投入控制开关和第一二极管给电池模组充电,从外部电路的负极端子B流出。0098进一步地,放电时,电流从外部电路的负极端子B流入,外部电路的正极端子A处的电压小于电池模组端的电压,生成反向电压,第一二极管截止,第二二极管也处于截止状态,电池模组通过投入控制开关进行放电,放出的电流从外部电路的正极端子A流出。0099作为本发明一个可选实施方式,上述步骤S502,还包括:0100当获取到充电指令或放电指令,且上述电池模组的状态参数不符合预设条件时,向上述投入。
43、控制开关发送第二断开指令,向上述切除控制开关发送第二导通指令;上述投入控制开关基于上述第二断开指令截止,上述切除控制开关基于上述第二导通指令导通,上述电池模组处于旁路状态。说明书8/10 页11CN 116613930 A110101作为本发明一个可选实施方式,上述步骤S502,还包括:0102当获取到充电指令,且上述电池模组的状态参数不符合预设条件时,控制充电电流从上述外部电路的正极端子流入,从上述外部电路的负极端子流出,上述第一二极管截止,上述第二二极管导通。0103当获取到放电指令,且上述电池模组的状态参数不符合预设条件时,控制放电电流从上述外部电路的负极端子流入,从上述外部电路的正极端。
44、子流出,上述第一二极管和上述第二二极管截止。0104具体地,当投切管理单元检测到电池模组状态异常时,将电池模组切入到旁路状态;当电池模组处于旁路状态时,投入控制开关截止,切除控制开关导通;充电时,电流从外部电路的正极端子A流入,由于投入控制开关截止,所以第一二极管两端无电压,第一二极管截止,电流经过切除控制开关,从外部电路的负极端子B流出,第一二极管两端的电压形成压差,即电池模组端的电压大于外部电路的负极端子B处的电压,生成正向电压,且正向电压大于第二二极管的导通电压,第二二极管导通。0105进一步地,放电时,电池模组的电流从外部电路的负极端子B流入,经过切除控制开关,从外部电路的正极端子A流。
45、出,电池模组端的电压小于外部电路的负极端子B处的电压,生成反向电压,第二二极管截止,此时第一二极管也处于截止状态。0106进一步地,当投切管理单元检测到电池模组状态正常,将电池模组切入到投入状态。0107另外,本发明实施例还提供了一种电子设备,如图4所示,该电子设备可以包括处理器110和存储器120,其中处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接,图4中以通过总线连接为例。此外,该电子设备中还包括至少一个接口130,该至少一个接口130可以是通信接口或其他接口,本实施例对此不做限制。0108其中,处理器110可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。
46、。处理器110还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片,或者上述各类芯片的组合。0109存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的视频合成方法对应的程序指令/模块。处理器110通过运行存储在存储器12。
47、0中的非暂态软件程序、指令以及模块,从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例中的一种可动态投切的储能电池簇的控制方法。0110存储器120可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储处理器110所创建的数据等。此外,存储器120可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中,存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器110。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网。
48、、移动通信网及其组合。0111另外,至少一个接口130用于电子设备与外部设备的通信,比如与服务器通信等。说明书9/10 页12CN 116613930 A12可选的,至少一个接口130还可以用于连接外设输入、输出设备,比如键盘、显示屏等。0112所述一个或者多个模块存储在所述存储器120中,当被所述处理器110执行时,执行如图3所示实施例中的一种可动态投切的储能电池簇的控制方法。0113上述电子设备具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解,此处不再赘述。0114本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所。
49、述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ReadOnly Memory,ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)或固态硬盘(SolidState Drive,SSD)等;所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。0115显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。说明书10/10 页13CN 116613930 A13图1说明书附图1/3 页14CN 116613930 A14图2说明书附图2/3 页15CN 116613930 A15图3图4说明书附图3/3 页16CN 116613930 A16。
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