一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统技术方案

本发明专利技术属于电化学储能应用技术领域，具体涉及一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统。依据电化学储能中锂离子蓄电池的充放电是一个电化学反应的动态过程，因而采用将2个蓄电池组串充放电子系统进行交换电能完成节能方式的充放电过程并对各个蓄电池单体的动态监测及统计分析数据进行比对，使得蓄电池组串组配能够满足产品性能标准以及应用场景允许的动态一致性误差范围要求，突破现有技术采用静态检测及据此组配分选的惯用手段，创新了一种动态组配分选的新系统，减少了储能系统运行中不一致性，提高了资源利用率和应用效率，更重要的是大大降低了蓄电池单体的损伤并改善蓄电池组串不一致性的状况，提升了储能系统运行的效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统
本专利技术属于电化学储能应用
，具体涉及一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统。
技术介绍
大规模电化学蓄电池储能系统特别是锂离子电池需要由数量极多的小电量单体电池串并联与PCS和BMS组成储能单元系统，并且多以安装在专用集装箱仓室的形式集成及应用。众所周知，锂离子蓄电池的安全性是储能系统应用的根本保障，没有安全性及失去了储能系统的应用价值；而锂离子蓄电池的电性能的一致性是确保数量极多的小电量锂离子蓄电池单体电池串联安全应用的重要条件之一。不一致性不仅影响资源利用率和使用效率，更严重的是会造成蓄电池单体的损伤和加刷其不一致性的状况，造成极大的安全隐患。现有技术在锂电池单体串联成蓄电池组串前，对每一个蓄电池单体进行静态电压及内阻的测量，并且据此进行组配分选：由于电化学储能的锂离子蓄电池的充放电是一个电化学反应的动态过程，其静态一致性和动态一致性具有不小的的差别，对于储能系统而言，动态运行是一个常态，而且蓄电池的充放电深度控制主要依据的是动态参数，动态一致性是锂离子蓄电池组串运行安全性的根本保障，因此现有技术采用静态检测及锂电池组串的组配分选，不适于频繁充放电的储能系统应用，存在明显的技术缺陷。
技术实现思路
要确保大规模电化学蓄电池储能系统特别是锂离子电池储能系统的安全、健康、高效应用，有必要突破现有技术采用静态检测及据此组配分选的惯用手段，创新一种动态组配分选的新系统。故此本专利技术提出一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统，主要包括：系统控制模块、系统控制总线、电网、交流电力线、电网接入断开开关、第1蓄电池参数信号采集模块、第1蓄电池组串第1单体蓄电池、第1蓄电池组串第2单体蓄电池、第1蓄电池组串第n单体蓄电池、第1蓄电池组串第1信号采集线、第1蓄电池组串第2信号采集线、第1蓄电池组串第3信号采集线、第1蓄电池组串第n信号采集线、第1蓄电池组串第n+1信号采集线、第1蓄电池组串正极连接端子、第1蓄电池组串负极连接端子、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关、第1储能双向逆变模块、第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关、第2蓄电池参数信号采集模块、第2蓄电池组串第1单体蓄电池、第1蓄电池组串第2单体蓄电池、第2蓄电池组串第n单体蓄电池、第2蓄电池组串第1信号采集线、第2蓄电池组串第2信号采集线、第2蓄电池组串第3信号采集线、第2蓄电池组串第n信号采集线、第2蓄电池组串第n+1信号采集线、第2蓄电池组串正极连接端子、第2蓄电池组串负极连接端子、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关、第2储能双向逆变模块、第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关，其中：第1蓄电池组串第1单体蓄电池、第1蓄电池组串第2单体蓄电池、第1蓄电池组串第n单体蓄电池中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第1蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第1蓄电池组串正极连接端子、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关接入第1储能双向逆变模块直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第1蓄电池组串负极连接端子、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关接入第1储能双向逆变模块直流侧负极，再由第1储能双向逆变模块通过第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关连接交流电力线以及通过电网接入断开开关接入电网，构成第1蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；第2蓄电池组串第1单体蓄电池、第2蓄电池组串第2单体蓄电池、第2蓄电池组串第n单体蓄电池中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第2蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第2蓄电池组串正极连接端子、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关接入第2储能双向逆变模块直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第2蓄电池组串负极连接端子、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关接入第2储能双向逆变模块直流侧负极，再由第2储能双向逆变模块通过第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关连接交流电力线以及通过电网接入断开开关接入电网，构成第2蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；同时，第1蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径与第2蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径通过交流电力线相连接，构成第1蓄电池组串充放电子系统与第2蓄电池组串充放电子系统之间相互进行充放电的电力路径；具有n个单体蓄电池串联的蓄电池组串配置n+1根信号采集线，确保连接每一个蓄电池单体的正极和负极各有一根信号采集线连接到蓄电池参数信号采集模块，即第1蓄电池参数信号采集模块通过第1蓄电池组串第1信号采集线、第1蓄电池组串第2信号采集线、第1蓄电池组串第3信号采集线、第1蓄电池组串第n信号采集线、第1蓄电池组串第n+1信号采集线分别顺次对应连接第1蓄电池组串第1单体蓄电池、第1蓄电池组串第2单体蓄电池、第1蓄电池组串第n单体蓄电池，构成第1蓄电池参数信号采集模块采集第1蓄电池组串的每一个蓄电池单体的信息链路；同时第2蓄电池参数信号采集模块通过第2蓄电池组串第1信号采集线、第2蓄电池组串第2信号采集线、第2蓄电池组串第3信号采集线、第2蓄电池组串第n信号采集线、第2蓄电池组串第n+1信号采集线分别顺次对应连接第2蓄电池组串第1单体蓄电池、第2蓄电池组串第2单体蓄电池、第2蓄电池组串第n单体蓄电池，构成第2蓄电池参数信号采集模块采集第2蓄电池组串的每一个蓄电池单体的信息链路；系统控制模块通过系统控制总线分别连接第1蓄电池参数信号采集模块、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关、第1储能双向逆变模块、第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关、第2蓄电池参数信号采集模块、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关、第2储能双向逆变模块、第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关，构成系统控制模块对蓄电池单体进行实时监测以及锂电池组配分选信息的处理与系统运行管控的通信链路；一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统的运行管控方法为：所有锂电池在使用前按照组串形式并且每一次对2个组串进行充放电的动态监测将分选组配处理，即在每一次两个组串中，通过第1蓄电池组串充放电子系统和第2蓄电池组串充放电子系统以交换电能的方式进行节能方式的充放电，同时对每一个蓄电池单体的电压、电流、电量、温度以及相应变化的信息数据进行监测和信号数据采集，系统控制模块分别通过第1蓄电池参数信号采集模块和第2蓄电池参数信号采集模块监测第1蓄电池组串和第2蓄电池组串的每一个蓄电池单体的信息，运行工况正常时，系统控制模块分别控制第1储能双向逆变模块和第2储能双向逆变模块运行模式，其中为一个电压源V/F运行模式，另一个为电流源P/Q运行模式，系统控制模块通过调节电流源P/Q运行模式的储能双向逆变模块功率，实施满足蓄电池特性的充放电过程，同时实时监测和记录每一个蓄电池单体的电压、电流、电量、温度以及相应变化的信息数据，完整进行至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统，主要包括：系统控制模块(011)、系统控制总线(012)、电网(013)、交流电力线(014)、电网接入断开开关(015)、第1蓄电池参数信号采集模块(10)、第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)、第1蓄电池组串第1信号采集线(111)、第1蓄电池组串第2信号采集线(112)、第1蓄电池组串第3信号采集线(113)、第1蓄电池组串第n信号采集线(11n)、第1蓄电池组串第n+1信号采集线(11n+1)、第1蓄电池组串正极连接端子(11)、第1蓄电池组串负极连接端子(12)、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关(13)、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关(14)、第1储能双向逆变模块(15)、第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(16)、第2蓄电池参数信号采集模块(20)、第2蓄电池组串第1单体蓄电池(201)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(202)、第2蓄电池组串第n单体蓄电池(20n)、第2蓄电池组串第1信号采集线(211)、第2蓄电池组串第2信号采集线(212)、第2蓄电池组串第3信号采集线(213)、第2蓄电池组串第n信号采集线(21n)、第2蓄电池组串第n+1信号采集线(21n+1)、第2蓄电池组串正极连接端子(21)、第2蓄电池组串负极连接端子(22)、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关(23)、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关(24)、第2储能双向逆变模块(25)、第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(26)，其中：/n第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第1蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第1蓄电池组串正极连接端子(11)、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关(13)接入第1储能双向逆变模块(15)直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第1蓄电池组串负极连接端子(12)、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关(14)接入第1储能双向逆变模块(15)直流侧负极，再由第1储能双向逆变模块(15)通过第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(16)连接交流电力线(014)以及通过电网接入断开开关(015)接入电网(013)，构成第1蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；/n第2蓄电池组串第1单体蓄电池(201)、第2蓄电池组串第2单体蓄电池(202)、第2蓄电池组串第n单体蓄电池(20n)中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第2蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第2蓄电池组串正极连接端子(21)、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关(23)接入第2储能双向逆变模块(25)直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第2蓄电池组串负极连接端子(22)、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关(24)接入第2储能双向逆变模块(25)直流侧负极，再由第2储能双向逆变模块(25)通过第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(26)连接交流电力线(014)以及通过电网接入断开开关(015)接入电网(013)，构成第2蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；/n同时，第1蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径与第2蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径通过交流电力线(014)相连接，构成第1蓄电池组串充放电子系统与第2蓄电池组串充放电子系统之间相互进行充放电的电力路径；/n具有n个单体蓄电池串联的蓄电池组串配置n+1根信号采集线，确保连接每一个蓄电池单体的正极和负极各有一根信号采集线连接到蓄电池参数信号采集模块，即第1蓄电池参数信号采集模块(10)通过第1蓄电池组串第1信号采集线(111)、第1蓄电池组串第2信号采集线(112)、第1蓄电池组串第3信号采集线(113)、第1蓄电池组串第n信号采集线(11n)、第1蓄电池组串第n+1信号采集线(11n+1)分别顺次对应连接第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)，构成第1蓄电池参数信号采集模块(10)采集第1蓄电池组串的每一个蓄电池单体的信息链路；/n同时第2蓄电池参数信号采集模块(20)通过第2蓄电池组串第1信号采集线(211)、第2蓄电池组串第2信号采集线(212)、第2蓄电池组串第3信号采集线(213)、第2蓄电池组串第n信号采集线(21n)、第2蓄电池组串第n+1信号采集线(21n+1)分别顺次对应连接第2蓄电池组串第1单体蓄电池(201)、第2蓄电池组串第2单体蓄电池(202)、第2...

【技术特征摘要】
1.一种基于双组串锂电池动态特性的分选组配系统，主要包括：系统控制模块(011)、系统控制总线(012)、电网(013)、交流电力线(014)、电网接入断开开关(015)、第1蓄电池参数信号采集模块(10)、第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)、第1蓄电池组串第1信号采集线(111)、第1蓄电池组串第2信号采集线(112)、第1蓄电池组串第3信号采集线(113)、第1蓄电池组串第n信号采集线(11n)、第1蓄电池组串第n+1信号采集线(11n+1)、第1蓄电池组串正极连接端子(11)、第1蓄电池组串负极连接端子(12)、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关(13)、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关(14)、第1储能双向逆变模块(15)、第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(16)、第2蓄电池参数信号采集模块(20)、第2蓄电池组串第1单体蓄电池(201)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(202)、第2蓄电池组串第n单体蓄电池(20n)、第2蓄电池组串第1信号采集线(211)、第2蓄电池组串第2信号采集线(212)、第2蓄电池组串第3信号采集线(213)、第2蓄电池组串第n信号采集线(21n)、第2蓄电池组串第n+1信号采集线(21n+1)、第2蓄电池组串正极连接端子(21)、第2蓄电池组串负极连接端子(22)、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关(23)、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关(24)、第2储能双向逆变模块(25)、第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(26)，其中：
第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第1蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第1蓄电池组串正极连接端子(11)、第1蓄电池组串正极直流保护及电控开关(13)接入第1储能双向逆变模块(15)直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第1蓄电池组串负极连接端子(12)、第1蓄电池组串负极直流保护及电控开关(14)接入第1储能双向逆变模块(15)直流侧负极，再由第1储能双向逆变模块(15)通过第1储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(16)连接交流电力线(014)以及通过电网接入断开开关(015)接入电网(013)，构成第1蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；
第2蓄电池组串第1单体蓄电池(201)、第2蓄电池组串第2单体蓄电池(202)、第2蓄电池组串第n单体蓄电池(20n)中相邻的单体蓄电池正负极分别依次串联，构成第2蓄电池串联组串，其蓄电池组串的正极顺次通过第2蓄电池组串正极连接端子(21)、第2蓄电池组串正极直流保护及电控开关(23)接入第2储能双向逆变模块(25)直流侧正极，同时蓄电池组串的负极顺次通过第2蓄电池组串负极连接端子(22)、第2蓄电池组串负极直流保护及电控开关(24)接入第2储能双向逆变模块(25)直流侧负极，再由第2储能双向逆变模块(25)通过第2储能双向逆变模块交流输出保护及电控开关(26)连接交流电力线(014)以及通过电网接入断开开关(015)接入电网(013)，构成第2蓄电池组串充放电子系统通过电网进行充放电的电力路径；
同时，第1蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径与第2蓄电池组串充放电子系统充放电的电力路径通过交流电力线(014)相连接，构成第1蓄电池组串充放电子系统与第2蓄电池组串充放电子系统之间相互进行充放电的电力路径；
具有n个单体蓄电池串联的蓄电池组串配置n+1根信号采集线，确保连接每一个蓄电池单体的正极和负极各有一根信号采集线连接到蓄电池参数信号采集模块，即第1蓄电池参数信号采集模块(10)通过第1蓄电池组串第1信号采集线(111)、第1蓄电池组串第2信号采集线(112)、第1蓄电池组串第3信号采集线(113)、第1蓄电池组串第n信号采集线(11n)、第1蓄电池组串第n+1信号采集线(11n+1)分别顺次对应连接第1蓄电池组串第1单体蓄电池(101)、第1蓄电池组串第2单体蓄电池(102)、第1蓄电池组串第n单体蓄电池(10n)，构成第1蓄电池参数信号采集模块(10)采集第1蓄电池组串的每一个蓄电池单体的信息链路；
同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡卫，
申请(专利权)人：周锡卫，
类型：发明
国别省市：北京;11