本发明专利技术涉及储能电池系统技术领域，尤其涉及一种可重构储能电池系统。一种可重构储能电池系统通过电池单体与第一开关串联连接构成电池单元，在每个所述电池单元设有所述电池单体的荷电状态检测器。通过多个电池单元与第二开关并联连接构成电池组。多个所述电池组串联连接。控制装置控制所述第一开关和所述第二开关可实现电路的毫秒级以上的瞬间通断。一种可重构储能电池系统，其优势在于，能够根据两个过程的关注点有效地控制电池系统内部的各电池模组或电池单体的重构，有效地利用每一个电池模组和电池单体，延长电池寿命，保证电池系统的正常放电，避免电池系统过充，导致电池受损，甚至发生电池网络系统整体的故障。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能电池系统，尤其涉及一种可重构储能电池系统及其控制方法。
技术介绍
1、为了保护环境，节省能源，现在全球都在大力发展新能源，尤其是储能电池系统在各行各业已经获得了广泛地应用。对于一个由多个电芯构成的电池模块，各电芯的不可避免的差异性使得一个电池模块在使用过程中各电芯的荷电状态不能达到均衡，一个电芯容量下降甚至废弃将影响整体电池模块的性能下降甚至废弃。一个集装箱式的储能系统中电池模块的数量从十几个到上万个，由于电池不均衡所带来的影响巨大。另外，在储能电池系统的充电和放电过程中存在不同的关注点，在充电过程中，关注点在于电池的端电压与满充电压之间关系，防止过充。而在放电过程中关注的是每个电池的端电压与截止电压之间的关系，防止储能电池系统不能满足负载要求。
2、现在，在储能电池系统
，考虑比较多的是如何能够保证电池系统内部的荷电状态均衡，延长电池使用寿命，例如，公开号为cn117595437a的中国专利技术专利提供一种可重构电池储能系统，包含若干个储能单元，每个储能单元由电池、可控开关阵列、控制单元、通信单元、电池状态采集单元组成。该系统根据控制指令智能优化可控开关阵列的开闭从而改变拓扑电路，向外输出电能或向内储能。该专利较好地实现了电池重构，但是没有考虑到在充电和放电过程中的关注的差异性，不能根据两个过程的关注点有效地控制电池系统内部的各电池模组或电池单体的重构，有效地利用每一个电池模组和电池单体，延长电池寿命，保证电池系统的正常放电，避免电池系统过充，导致电池受损，甚至发生电池网络系统整体的故障。</p>
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种可重构储能电池系统及其控制方法，采用每个电池单体串联毫秒级以上的开关形成一个电池单元，多个单吃单元并联连接后并联一个毫秒级以上的开关形成一个电池组，多个电池组串联构成可重构储能电池系统，每个电池单体连接一个控制装置，通过控制装置，接收所述荷电状态检测器检测电池的荷电状态信息，对所述荷电状态信息进行分析，根据分析结果控制所述第一开关和所述第二开关可实现电路的毫秒级以上的瞬间通断。控制方法包括：s100、通过控制装置计算需要串联的电池组数量；s200、检测电池单体状态，基于故障分析和荷电状态确定电池单体的可用性，通过第一开关切断异常状态或端电压低于截止电压的电池单体；s300、根据电池组的平均荷电状态选取满足系统运行要求的电池组接入系统，根据电池单体的荷电状态选取满足系统运行要求的电池单体接入系统；s400、校核系统电流，当系统电流大于电池组所能承受的最大电流时屏蔽无法满足电流要求的电池组，返回步骤s300；s500、当系统电流小于等于电池组所能承受的最大电流时，对电池网络进行重构；s600、如果重构周期结束，或者，当负载或充电电源发生变化时，返回步骤s100；s700、如果重构周期未结束，或者，负载或充电电源未发生变化时，系统继续运行，直到当电池组不足以支撑负载，或者所有的电池单体达到满充电压时，系统运行结束。解决了不能根据两个过程的关注点有效地控制电池系统内部的各电池模组或电池单体的重构，有效地利用每一个电池模组和电池单体，延长电池寿命，保证电池系统的正常放电，避免电池系统过充，导致电池受损，甚至发生电池网络系统整体的故障等的问题。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种可重构储能电池系统，包括：
3、电池单元，通过电池单体与第一开关串联连接构成，在每个所述电池单元设有所述电池单体的荷电状态检测器；
4、电池组，通过多个电池单元与第二开关并联连接构成；
5、多个所述电池组串联连接；
6、控制装置，接收所述荷电状态检测器检测电池的荷电状态信息，对所述荷电状态信息进行分析，根据分析结果控制所述第一开关和所述第二开关可实现电路的毫秒级以上的瞬间通断。
7、进一步的，所述第一开关和所述第二开关采用mosfet管。
8、一种可重构储能电池系统的控制方法，用于控制如上所述的储能电池系统重构的方法，所述控制方法包括：
9、s100、通过控制装置计算需要串联的电池组数量；
10、s200、检测电池单体状态，基于故障分析和荷电状态确定电池单体的可用性，通过第一开关切断异常状态或端电压低于截止电压的电池单体；
11、s300、根据电池组的平均荷电状态选取满足系统运行要求的电池组接入系统，根据电池单体的荷电状态选取满足系统运行要求的电池单体接入系统；
12、s400、校核系统电流，当系统电流大于电池组所能承受的最大电流时屏蔽无法满足电流要求的电池组，返回步骤s300；
13、s500、当系统电流小于等于电池组所能承受的最大电流时，对电池网络进行重构；
14、s600、如果重构周期结束，或者，当负载或充电电源发生变化时，返回步骤s100；
15、s700、如果重构周期未结束，或者，负载或充电电源未发生变化时，系统继续运行，直到当电池组不足以支撑负载，或者所有的电池单体达到满充电压时，系统运行结束。
16、进一步的，所述异常状态包括短路、温度超出预设值范围。
17、进一步的，在放电过程中，
18、步骤s300中的电池组和电池单体接入系统的方法包括：
19、计算每个电池组的平均荷电状态，如果电池组中存在步骤s200中被切断的电池单体，该电池单体的荷电状态设为零；
20、将电池组的平均荷电状态按照降序排列，选取平均荷电状态大于预设值的所有电池组接入系统，旁路平均荷电状态小于预设值的电池组。
21、进一步的，在步骤s400和s500中，所述系统电流为负载电流id，需要满足式(1)：
22、id≤naicr (1)；
23、其中，na为电池组内可用电池数量，icr为每个电池单体的最大放电电流。
24、进一步的，所述重构周期采用式(2)估算：
25、
26、其中，ts为重构周期，单位为s，i是归一化的放电电流，单位是c，δ为百分比系数，满足以下条件：
27、
28、进一步的，在充电过程中，
29、步骤s300中的电池组和电池单体接入系统的方法包括：
30、判断单体端电压高于满充电压，在选取电池组时，将电池组的平均荷电状态按照升序排列，选取平均荷电状态小于预设值的若干个电池组接入系统；
31、对于每一个选中的电池组，将其中的电池单体荷电状态按照升序排列，选取荷电状态小于预设值的若干个电池单体接入系统；
32、在每个重构周期开始前，重新评估每个单体的荷电状态，并重新选取接入系统的电池单体，以实现同一个电池组内的单体荷电状态均衡。
33、进一步的，在步骤s400和s500中，所述系统电流为负载电流is，需要满足式(3)：
34、is≤(n-1)icr (3)。
<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可重构储能电池系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关采用MOSFET管。
3.一种可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1或2所述的储能电池系统重构的方法，所述控制方法包括：
4.根据权利要求3所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述异常状态包括短路、温度超出预设值范围。
5.根据权利要求4所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，在步骤S400和S500中，所述系统电流为负载电流Id，需要满足式(1)：
7.根据权利要求5所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述重构周期采用式(2)估算：
8.根据权利要求4所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，在步骤S400和S500中，所述系统电流为负载电流Is，需要满足式(3)：
10.根据权利要求8所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述重构周期采用式(4)估算：
...
【技术特征摘要】
1.一种可重构储能电池系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关采用mosfet管。
3.一种可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1或2所述的储能电池系统重构的方法，所述控制方法包括：
4.根据权利要求3所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，所述异常状态包括短路、温度超出预设值范围。
5.根据权利要求4所述的可重构储能电池系统的控制方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的可重构储能电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟图，慈松，张明，任志远，王运方，李凯，王磊，王红军，
申请(专利权)人：云储新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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