电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了电源系统中并联应用锂电池组并联应用锂电池组的负荷分配方法，涉及电力电子技术领域，能够降低电源系统中的电池组的维护成本。本发明专利技术包括：所述锂电池组包括2个子电池组，每个子电池组包含一个充电极、一个放电极和一个公用的负极。其中，充电正极配置单向导电特性的充电控制开关，且电流流向所述电池组；放电正极配置单向导电特性的放电控制开关，且电流流向外部负载；所述的锂电池组的子电池组配置了各自的电池管理系统(BMS)，且各个BMS间采用CAN2.0B协议相互通信，交换各子电池组的运行控制信息，实现子电池组的负荷分配(子电池组“放电”或“准备用”状态转换控制)。本发明专利技术适用于电源系统中并联应用的电池组。

【技术实现步骤摘要】
电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法。
技术介绍
目前，各类直流电源系统已得到广泛的应用，为了提高直流电源系统的可靠性，需要在其中加装大容量电池组。且在实际应用中，通常需要配置2个及以上的电池组并联运行以提高电池组的可靠性及增加电池组容量。为了保障大容量电池组并联后的稳定性，通常需要选用同一厂家的同一型号甚至是同一批次的电池，并在并联电路架设完毕后，调整2组电池的电压和载荷量，当调整到电压和载荷量一致时正式并接入直流电源系统。但由于因电池组的运行特性无法控制，在实际的工程应用中，由于电池生产商的品控问题，以及各类复杂的环境因素的影响，往往会造成并联架设完毕的电池组出现未知的电学特性，而2组特性未知的电池组直接并联后往往难以稳定运行，需要技术人员在后续的维护中不断进行调整，这无疑增加了维护成本。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供电源系统中并联应用锂电池组并联应用锂电池组的负荷分配方法，能够降低电源系统中的电池组的维护成本。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法，包括：锂电池组和电池管理系统；所述锂电池组包括2个子电池组，每个子电池组包含一个充电极、一个放电极和一个公用的负极；其中，充电正极配置单向导电特性的充电控制开关，且电流流向所述电池组；放电正极配置单向导电特性的放电控制开关，且电流流向外部负载；所述的锂电池组的子电池组配置了各自的电池管理系统(BMS)，且各个BMS间采用CAN2.0B协议相互通信，以便于交换各子电池组的运行控制信息，实现子电池组的负荷分配，所述子电池组的负荷分配包括了：所述子电池组“放电”或“准备用”状态转换控制。具体的，基于电池组端口电压的载荷量估算，载荷量80％判定条件为：UBAT<(3.310V～3.320V)×n-RWI0×1.25，其中，UBAT为电池组端口电压，n为电池组中单体串接数，RW是所述电池组总的稳态内阻，I0是负荷电流；具体的，基于电池组端口电压的载荷量估算，载荷量30％判定条件为：UBAT<(3.280V～3.290V)×n-RWI0×1.25。所述基于载荷量的分段式负荷分配的方法包括：所述子电池组载荷量在100％～80％区间为优先放电段；所述子电池组载荷量在80％～30％区间为适宜放电段；所述子电池组载荷量在30％以下为限制放电段；2个子电池组的BMS根据载荷状态，通过CAN总线，进行状态信息交换，协议控制，实现负荷分配；当2个子电池组都处于满载荷，或者载荷量大于90％时，一个子电池组处于“热备用”工况，另一个处于“准备用”工况；当发生外部交流失电时，处于“热备用”状态的子电池开始向负荷提供电流，向外馈电，载荷量开始减少(从100％向80％)；另一个保持“准备用”状态，载荷量保持大于90％的状态。具体的，当向外馈电的子电池组载荷量下降至80％时，开始第一次子电池组间的负荷切换,原处于“准备用”状态的子电池组控制进入“热备用”状态，承担外部负荷，载荷量开始下降，具体从100％向80％下降；原承担负荷的子电池组进入“准备用”状态，载荷量保持小于80％的状态。具体的，当向外馈电的子电池组载荷量下降至80％时，开始第二次子电池组间的负荷切换,原处于“准备用”状态的子电池组控制进入“热备用”状态，承担外部负荷，载荷量开始下降，具体从100％向80％下降，原承担负荷的子电池组进入“准备用”状态，载荷量保持小于<80％的状态。具体的，当向外馈电的子电池组载荷量下降至30％时,开始第三次子电池组间的负荷切换,原处于“准备用”状态的子电池组控制进入“热备用”状态，承担外部负荷，载荷量开始下降，具体从80％向30％下降，原承担负荷的子电池组进入“准备用”状态，载荷量保持小于30％的状态。具体的，当向外馈电的子电池组载荷量下降至30％时,开始第四次子电池组间的负荷切换,原处于“准备用”状态的子电池组控制进入“热备用”状态，原处于馈电状态的子电池组保持“热备用”状态不变，2个子电池组进入理想二极管并联工作状态，外部负荷的分配由2个子电池组的内阻、端口电压等参数自主分配。本专利技术实施例提供的电源系统中的电池组中各子电池组的负荷分配方式，提出在电力操作电源系统中锂电池的并联方式，实现了各子电池组相互间无电能交换，从而避免了环流产生。并且，为子电池组配置了独立的BMS，子电池组的测控是由自身BMS完成，外部命令通过CAN总线接收、分析后执行。本专利技术中所述的锂电池组配置了独立的充、放电控制开关，两个开关在并联工况下不会影响相互的工作状态：电池组在放电状态下，充电开关的分、合，不会改变电池组的放电状态；电池组在充电时，放电开关的分、合同样不会改变电池组的充电状态，实现了2个只要额定电压相同，安装了同一款的BMS的电池组并联运行，缓减了技术人员在后续的维护中需要不断调整电池组的问题，降低电源系统中的电池组的维护成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1为本专利技术实施例提供的电力操作电源系统的原理接线图；图2为本专利技术实施例提供的具体实例中的子电池组负载状态及载荷量变化曲线图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术实施例提供电源系统中并联应用锂电池组并联应用锂电池组的负荷分配方法，包括锂电池组及电池管理系统，其特征在于：所述锂电池组包括2个子电池组，每个锂电池组包含一个充电极、一个放电极和一个公用的负极，所述放电极用于电流流向外部负载。其中，充电正极配置单向导电特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法，其特征在于，包括：锂电池组和电池管理系统；所述锂电池组包括2个子电池组，每个子电池组包含一个充电极、一个放电极和一个公用的负极；其中，充电正极配置单向导电特性的充电控制开关，且电流流向所述电池组；放电正极配置单向导电特性的放电控制开关，且电流流向外部负载；所述的锂电池组的子电池组配置了各自的电池管理系统(BMS)，且各个BMS间采用CAN2.0B协议相互通信，以便于交换各子电池组的运行控制信息，实现子电池组的负荷分配，所述子电池组的负荷分配包括了：所述子电池组“放电”或“准备用”状态转换控制。

【技术特征摘要】
1.一种电源系统中并联应用锂电池组间的负荷分配方法，其特征在于，包括：锂电池组和电池管理系统；所述锂电池组包括2个子电池组，每个子电池组包含一个充电极、一个放电极和一个公用的负极；其中，充电正极配置单向导电特性的充电控制开关，且电流流向所述电池组；放电正极配置单向导电特性的放电控制开关，且电流流向外部负载；所述的锂电池组的子电池组配置了各自的电池管理系统(BMS)，且各个BMS间采用CAN2.0B协议相互通信，以便于交换各子电池组的运行控制信息，实现子电池组的负荷分配，所述子电池组的负荷分配包括了：所述子电池组“放电”或“准备用”状态转换控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:基于电池组端口电压的载荷量估算，载荷量80％判定条件为：UBAT<(3.310V～3.320V)×n-RWI0×1.25，其中，UBAT为电池组端口电压，n为电池组中单体串接数，RW是所述电池组总的稳态内阻，I0是负荷电流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:基于电池组端口电压的载荷量估算，载荷量30％判定条件为：UBAT<(3.280V～3.290V)×n-RWI0×1.25。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于载荷量的分段式负荷分配的方法包括：所述子电池组载荷量在100％～80％区间为优先放电段；所述子电池组载荷量在80％～30％区间为适宜放电段；所述子电池组载荷量在30％以下为限制放电段；2个子电池组的BMS根据载荷状态，通过CAN总线，进行状态信息交换，协议控制，实现负荷分配；当2个子电池组都处于满载荷，或者载荷量大于90％时，一个子电池组处于“热备用”工况...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚建飞，俞世清，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32