一种重构的电化学储能系统及方法技术方案

本申请公开了一种重构的电化学储能系统及方法，通过将目标电池从电化学储能系统中的电池模块中切出，获得切出目标电池后的电池模块；将第一转换器模块中的第一电容和第二转换器模块中的第三电容，与切出目标电池后的电池模块串联；将第一电容的能量向所述第三电容传递，当第三电容的电压等于目标电池处于正常工作状态下的电压时，将第一转换器模块从电化学储能系统中切出，获得重构后的电化学储能系统。本申请中由于第三电容与第一电容的电压之和，与目标电池处于正常工作状态下的电压相同，使得从系统中切出目标电池前后，系统总电压均处于稳定状态，避免了电压突变导致的电池损坏，提高了系统的可靠性。提高了系统的可靠性。提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种重构的电化学储能系统及方法


[0001]本申请涉及电化学储能
，特别是涉及一种重构的电化学储能系统及方法。

技术介绍

[0002]电池储能系统是一种存储电能的技术，其通常需要由多个电池串联以达到需求电压，电池在使用一段时间后，出现异常、故障及安全风险的概率大大增加，进而在电池出现异常、故障或存在安全风险的情况下，对电池储能系统进行重构尤为重要。
[0003]现有技术中，通常采用开关切换的方式，将出现异常、故障或存在安全风险的电池从系统中切出，使其处于旁路状态。
[0004]然而，直接将电池从系统中切出会导致电池模块的总电压突减，当电池模块的电压突减后，储能变流器(PCS)直流侧电容和系统中的电池直接连接，电容的能量会直接向系统中的电池转移，过大的电流会对系统中的电池造成损坏，导致系统的可靠性降低。

技术实现思路

[0005]基于上述问题，本申请提供了一种重构的电化学储能系统及方法。
[0006]本申请实施例公开了如下技术方案：
[0007]第一方面：本申请实施例提供一种重构的电化学储能系统，包括：电池模块、切换电子开关组、第一变换器模块以及第二变换器模块；
[0008]所述第一变换器模块的第一端连接所述切换电子开关组，所述第一变换器模块的第二端连接总系统；
[0009]所述第二变换器模块的第一端连接所述电池模块的第一端，所述第二变换器模块的第二端连接所述总系统；
[0010]所述电池模块由多个子电池模块串联组成，所述电池模块的第二端连接所述总系统；
[0011]所述切换电子开关组的第一端连接所述电池模块的第三端，所述切换电子开关的第二端连接第一变换器模块的第一端。
[0012]进一步地，所述切换电子开关组包括：第一选择开关组和第二选择开关组；
[0013]针对所述第一选择开关组中的每个第一选择开关，所述第一选择开关的第一端，连接所述子电池模块的正极，所述第一选择开关的第二端连接所述第一变换器模块中的第一电容的正极；
[0014]针对所述第二选择开关组中的每个第二选择开关，所述第二选择开关的第一端，连接所述子电池模块的负极，所述第二选择开关的第二端连接所述第一变换器模块中所述第一电容的负极。
[0015]进一步地，所述第二变换器模块包括：第三选择开关组和子第二变换器模块；
[0016]所述第三选择开关组，由保护开关与第一开关并联后，与第二开关串联组成；以所
述第三选择开关组的第一端作为所述第二变换器模块的第二端，连接总系统，以所述第三选择开关组的第二端作为所述第二变换器模块的第一端，连接所述电池模块的第一端；
[0017]所述子第二变换器模块，由第二电子开关组、第二高频变压器、第三电容、第四电容组成；所述第三电容的第一端与所述第三选择开关组的第三端连接，所述第三电容的第二端与所述第三选择开关组的第二端连接。
[0018]进一步地，所述子电池模块包括：电池、第一切换开关、旁路开关以及第二切换开关；
[0019]所述电池与所述第一切换开关串联组成第一支路；
[0020]所述第一支路与所述旁路开关并联组成第二支路；
[0021]所述第二切换开关连接所述第二支路与所述切换电子开关组。
[0022]第二方面：本申请实施例提供一种重构的电化学储能方法，包括：
[0023]将目标电池从电化学储能系统中的电池模块中切出，获得切出目标电池后的电池模块；
[0024]将第一转换器模块中的第一电容和第二转换器模块中的第三电容，与所述切出目标电池后的电池模块串联，所述第一电容的电压与所述第三电容的电压之和，等于所述目标电池处于正常工作状态下的电压；
[0025]控制所述第一转换器模块与所述第二转换器模块，将所述第一电容的能量向所述第三电容传递，获得第三电容传递能量后的电压；
[0026]当所述第三电容传递能量后的电压等于所述目标电池处于正常工作状态下的电压时，将所述第一转换器模块从所述电化学储能系统中切出，获得重构后的电化学储能系统。
[0027]进一步地，所述将第一转换器模块中的第一电容和第二转换器模块中的第三电容，与所述切出目标电池后的电池模块串联之前，还包括：
[0028]对所述第一电容进行预充电，使所述第一电容的电压等于预设电压值。
[0029]进一步地，所述预设电压值为所述电池模块中电池的电压的平均值。
[0030]进一步地，所述控制所述第一转换器模块与所述第二转换器模块，将所述第一电容的能量向所述第三电容传递，获得第三电容能量传递后的电压，包括：
[0031]控制所述第一转换器模块与所述第二转换器模块，将所述第一电容的电压按照预设步长减小，所述第三电容的电压按照预设步长增加，获得第三电容传递能量后的电压。
[0032]进一步地，还包括：
[0033]当电池模块中电池的电荷状态超出预设范围时，将第一变换器模块与所述电池模块并联；
[0034]控制所述第一变换器中的第一电子开关组的开通关断时间，使所述电荷状态超出预设范围的电池与总系统进行能量传递。
[0035]进一步地，所述预设范围为电荷状态的值大于0，且小于1。
[0036]相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0037]本申请实施例提供的方法，通过将目标电池从电化学储能系统中的电池模块中切出，获得切出目标电池后的电池模块；将第一转换器模块中的第一电容和第二转换器模块中的第三电容，与所述切出目标电池后的电池模块串联，所述第一电容的电压与所述第三
电容的电压之和，等于所述目标电池处于正常工作状态下的电压；控制所述第一转换器模块与所述第二转换器模块，将所述第一电容的能量向所述第三电容传递，获得第三电容传递能量后的电压；当所述第三电容传递能量后的电压等于所述目标电池处于正常工作状态下的电压时，将所述第一转换器模块从所述电化学储能系统中切出，获得重构后的电化学储能系统。本申请中，在切出目标电池后，串联第一电容与第三电容，当所述第三电容的电压等于所述目标电池处于正常工作状态下的电压时，将所述第一转换器模块从总电池系统中切出，获得重构后的电化学储能系统。由于第三电容与第一电容的电压之和，与目标电池处于正常工作状态下的电压相同，在从电化学储能系统中切出目标电池，到获得重构后的电化学储能系统的整个过程中，电化学储能系统的总电压均处于稳定状态，避免了电压突变导致的电池损坏，提高了系统的可靠性。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为一种电池组或电池簇重构的拓扑原理图；
[0040]图2为本申请实施例提供的一种重构电化学储能的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重构的电化学储能系统，其特征在于，包括：电池模块、切换电子开关组、第一变换器模块以及第二变换器模块；所述第一变换器模块的第一端连接所述切换电子开关组，所述第一变换器模块的第二端连接总系统；所述第二变换器模块的第一端连接所述电池模块的第一端，所述第二变换器模块的第二端连接所述总系统；所述电池模块由多个子电池模块串联组成，所述电池模块的第二端连接所述总系统；所述切换电子开关组的第一端连接所述电池模块的第三端，所述切换电子开关的第二端连接第一变换器模块的第一端。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切换电子开关组包括：第一选择开关组和第二选择开关组；针对所述第一选择开关组中的每个第一选择开关，所述第一选择开关的第一端，连接所述子电池模块的正极，所述第一选择开关的第二端连接所述第一变换器模块中的第一电容的正极；针对所述第二选择开关组中的每个第二选择开关，所述第二选择开关的第一端，连接所述子电池模块的负极，所述第二选择开关的第二端连接所述第一变换器模块中所述第一电容的负极。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二变换器模块包括：第三选择开关组和子第二变换器模块；所述第三选择开关组，由保护开关与第一开关并联后，与第二开关串联组成；以所述第三选择开关组的第一端作为所述第二变换器模块的第二端，连接总系统，以所述第三选择开关组的第二端作为所述第二变换器模块的第一端，连接所述电池模块的第一端；所述子第二变换器模块，由第二电子开关组、第二高频变压器、第三电容、第四电容组成；所述第三电容的第一端与所述第三选择开关组的第三端连接，所述第三电容的第二端与所述第三选择开关组的第二端连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述子电池模块包括：电池、第一切换开关、旁路开关以及第二切换开关；所述电池与所述第一切换开关串联组成第一支路；所述第一支路与所述旁路开关并联组成第二支路；所述第二切换开...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊峰，王仕城，徐正国，范科，王启行，
申请(专利权)人：北京索英电气技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：