一种控制电池充放电电流的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制电池充放电电流的方法和装置，用以解决现有技术中存在的无法有效控制电池的充放电电流的问题。包括：混合储能系统上电后，确定混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及混合储能系统的工作电流；根据电池的荷电状态、健康状态和混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻；根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值；根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流。

【技术实现步骤摘要】
一种控制电池充放电电流的方法和装置
本专利技术涉及电池充放电控制
，尤其涉及一种控制电池充放电电流的方法和装置。
技术介绍
目前，双向DC-DC转换器通常被应用在大容量储能系统，尤其是包含超级电容与电池的混合储能系统中，可以提高混合储能系统的容量利用率，有利于电池及超级电容的模块化使用，满足各种复杂工况下，混合储能系统运行的可靠性和安全性。双向DC-DC转换器具备恒压、恒功率、恒流等能量双向流动控制特性。多个双向DC-DC转换器协同运行时，可以通过功率均分或者根据电池、超级电容的荷电状态(StateOfCharge，SOC)及容量决定功率分配比例，实现混合储能系统SOC的一致性，提高整个混合储能系统优化控制目标。混合储能系统处于工作运行状态时，对系统实时动态性、安全稳定性、能量分配合理性均有很高要求，才能确保输入/输出电压、频率的稳定性。因此，双向DC-DC转换器作为恒压源必须具备较高的实时动态性能。在混合储能系统中，经常会有大电流大功率大能量流的工况发生，电池的寿命会受到充放电电流的影响。为了保持电池的健康状态，需要控制电池的充放电电流。而且，混合储能系统通常会用在电流瞬间出现急剧变化的产品内，故混合储能系统需要反应极快才可以有效控制电池的充放电电流。然而，目前并没有一种有效的方案可以对电池的充放电电流进行有效控制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种控制电池充放电电流的方法和装置，用以解决现有技术中存在的无法有效控制电池的充放电电流的问题。本专利技术实施例采用以下技术方案：第一方面提供了一种控制电池充放电电流的方法，包括：混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流；根据所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻；根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值；根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流。其中，根据所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻，具体包括：根据所述电池的荷电状态，以及预先设置的所述电池的荷电状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的荷电状态对应的隶属状态；根据所述电池的健康状态，以及预先设置的所述电池的健康状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的健康状态对应的隶属状态；根据所述混合储能系统的工作电流，以及预先设置的所述混合储能系统的工作电流的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述混合储能系统的工作电流对应的隶属状态；根据预先设置的模糊逻辑控制规则库，以及确定的所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流的隶属状态，确定所述电池的内阻的隶属状态；根据预先设置的所述电池的内阻的模糊集合、论域和隶属函数，以及确定的所述电池的内阻的隶属状态，确定所述电池的内阻。其中，根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值，具体包括：按照如下公式确定所述电池的电压上限值和电压下限值：Vmax＝OCV+(I充×R)；Vmin＝OCV-(I放×R)；其中，Vmax为所述电池的电压上限值，Vmin为所述电池的电压下限值，I充为预先设置的期望电池充电电流，I放为预先设置的期望电池放电电流，R为所述电池的内阻，OVC为所述电池的开路电压。其中，所述根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流，具体包括：当所述电池的充电电压大于所述电压上限值时，利用双向DC-DC转换器将比所述电池能承受的最大的充电电流还要大的电流及能量转移至超级电容，直至所述电池的充电电压降至所述电压上限值，所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流；当所述电池的放电电压小于所述电压下限值时，利用双向DC-DC转换器将将比所述电池能承受的最大的放电电流还要大的电流及能量从超级电容转移至负载，直至所述电池的放电电压升至所述电压下限值，所述电池的放电电流不高于所述期望电池放电电流。其中，所述混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流，具体包括：混合储能系统上电后，采集所述混合储能系统的工作电流、以及所述混合储能系统中电池的电流、电压和温度；根据所述电池的电流、电压和温度，确定所述电池的荷电状态；根据确定的所述电池的荷电状态，以及预先得到的电池的荷电状态和开路电压的对应关系，确定所述电池的开路电压；以及根据所述电池的电流、电压、温度和电池充放次数，确定所述电池的健康状态。第二方面提供了一种控制电池充放电电流的装置，包括：参数确定单元，用于混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流；内阻确定单元，用于根据所述参数确定单元确定的电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻；电压上下限确定单元，用于根据所述参数确定单元确定的电池的开路电压和所述内阻确定单元确定的内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值；电流控制单元，用于根据所述电压上下限确定单元确定的电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流。其中，所述内阻确定单元，具体用于：根据所述电池的荷电状态，以及预先设置的所述电池的荷电状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的荷电状态对应的隶属状态；根据所述电池的健康状态，以及预先设置的所述电池的健康状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的健康状态对应的隶属状态；根据所述混合储能系统的工作电流，以及预先设置的所述混合储能系统的工作电流的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述混合储能系统的工作电流对应的隶属状态；根据预先设置的模糊逻辑控制规则库，以及确定的所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流的隶属状态，确定所述电池的内阻的隶属状态；根据预先设置的所述电池的内阻的模糊集合、论域和隶属函数，以及确定的所述电池的内阻的隶属状态，确定所述电池的内阻。其中，所述电压上下限确定单元，具体用于：按照如下公式确定所述电池的电压上限值和电压下限值：Vmax＝OCV+(I充×R)；Vmin＝OCV-(I放×R)；其中，Vmax为所述电池的电压上限值，Vmin为所述电池的电压下限值，I充为预先设置的期望电池充电电流，I放为预先设置的期望电池放电电流，R为所述电池的内阻，OVC为所述电池的开路电压。其中，所述电流控制单元，具体用于：当所述电池的充电电压大于所述电压上限值时，利用双向DC-DC转换器将比所述电池能承受的最大的充电电流还要大的电流及能量转移至超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电池充放电电流的方法，其特征在于，包括：混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流；根据所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻；根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值；根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC‑DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流。

【技术特征摘要】
1.一种控制电池充放电电流的方法，其特征在于，包括：混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流；根据所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻；根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值；根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流；其中，所述根据所述电池的电压上限值和电压下限值，利用双向DC-DC转换器对所述电池的充放电电流进行控制，使所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流，且放电电流不高于所述期望电池放电电流，具体包括：当所述电池的充电电压大于所述电压上限值时，利用双向DC-DC转换器将比所述电池能承受的最大的充电电流还要大的电流及能量转移至超级电容，直至所述电池的充电电压降至所述电压上限值，所述电池的充电电流不高于所述期望电池充电电流；当所述电池的放电电压小于所述电压下限值时，利用双向DC-DC转换器将比所述电池能承受的最大的放电电流还要大的电流及能量从超级电容转移至负载，直至所述电池的放电电压升至所述电压下限值，所述电池的放电电流不高于所述期望电池放电电流。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流，确定所述电池的内阻，具体包括：根据所述电池的荷电状态，以及预先设置的所述电池的荷电状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的荷电状态对应的隶属状态；根据所述电池的健康状态，以及预先设置的所述电池的健康状态的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述电池的健康状态对应的隶属状态；根据所述混合储能系统的工作电流，以及预先设置的所述混合储能系统的工作电流的模糊集合、论域和隶属函数，确定所述混合储能系统的工作电流对应的隶属状态；根据预先设置的模糊逻辑控制规则库，以及确定的所述电池的荷电状态、健康状态和所述混合储能系统的工作电流的隶属状态，确定所述电池的内阻的隶属状态；根据预先设置的所述电池的内阻的模糊集合、论域和隶属函数，以及确定的所述电池的内阻的隶属状态，确定所述电池的内阻。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的电池的开路电压和内阻，以及预先设置的期望电池充电电流和期望电池放电电流，确定所述电池的电压上限值和电压下限值，具体包括：按照如下公式确定所述电池的电压上限值和电压下限值：Vmax＝OCV+(I充×R)；Vmin＝OCV-(I放×R)；其中，Vmax为所述电池的电压上限值，Vmin为所述电池的电压下限值，I充为预先设置的期望电池充电电流，I放为预先设置的期望电池放电电流，R为所述电池的内阻，OCV为所述电池的开路电压。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合储能系统上电后，确定所述混合储能系统中电池的荷电状态、健康状态、开路电压以及所述混合储能系统的工作电流，具体包括：混合储能系统上电后，采集所述混合储能系统的工作电流、以及所述混合储能系统中电池的电流、电压和温度；根据所述电池的电流、电压和温度，确定所述电池的荷电状态；根据确定的所述电池的荷电状态，以及预先得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卜夫，陈念，陈朝鸿，林勇豪，
申请(专利权)人：智慧城市系统服务中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44