【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及充電控制，尤其涉及一種電池系統并聯充放電控制方法。
技術介紹
1、隨著社會生產力的快速發展和能源消耗的不斷增加，能源問題逐漸成為全球關注的焦點。全球化石燃料的儲量有限，且其開采和使用對環境造成了嚴重影響，因此，大力發展可再生資源成為當前面臨的緊迫任務。太陽能、風能、水能等可再生能源技術已得到廣泛應用，但由于其輸出功率的不穩定性，通常需要借助大容量的電池包作為儲能設備，以實現對所獲取能量的有效儲存。
2、在實際應用中，為了提高系統存儲能量的效率，通常將多個單體電池串聯組成戶儲包，戶儲包所存儲的電能主要用于家庭用電。然而，由于單個電池在材料、生產工藝等方面存在差異，導致電池特性存在性能上的不同。在戶儲包并聯使用過程中，這種差異會被不斷放大，從而加速了戶儲包的衰減速度。
3、戶儲包在充放電過程中，如果忽略單個電池的電壓、電流的差異，很可能導致電池出現過充、過放等問題，這不僅會嚴重影響電池的性能和使用壽命，還可能引發安全事故。因此，考慮單個電池之間的差異，實現戶儲包的均衡充放電至關重要。
4、目前，國內在戶儲包充放電均衡管理方面仍存在諸多不足。傳統的均衡方法往往依賴于對單個電池的單芯電壓、電流的監測，進而計算電池荷電狀態（soc），以控制系統對戶儲包進行充放電。然而，這些方法存在可靠性差、均衡效率低等問題，無法滿足實際應用場景的需求。此外，現有的均衡技術往往缺乏對全局電荷狀態的精確控制，無法實現所有單芯電池和戶儲包之間電荷狀態的一致性，從而導致電池性能下降和壽命縮短。
5、綜
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種電池系統，包括：多個并聯的戶儲包，每個所述戶儲包包括：受控電壓源，所述受控電壓源的正極串聯有多節單芯電池；所述受控電壓源的負極和最后一節所述單芯電池的正極作為所述戶儲包與其他戶儲包并聯的兩端。
2、本專利技術還提供一種電池系統并聯充放電控制方法，應用于如上述的電池系統，包括：步驟s1，基于電池系統構建初始數學模型，隨后對所述初始數學模型進行簡化得到并聯充放電模型；步驟s2，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和所述電池系統的當前總電流，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓；步驟s3，根據各所述戶儲包的單體電流、所述電池系統的總端電壓和各所述單芯電池的當前電壓計算得到下一時刻的各所述單芯電池的電池電荷狀態和各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態；步驟s4，根據各所述單芯電池的電荷狀態采用主動全局均衡使根據所有所述單芯電池的電荷狀態保持相等。
3、優選的，所述步驟s1包括：步驟s11，根據各所述戶儲包中的單芯電池的串聯關系，得到以各所述單芯電池的電壓和電阻表示的所述電池系統的總電流表達式和總電壓的表達式作為初始數學模型；步驟s12，對所述初始數學模型進行解耦和重構，得到簡化后的所述初始數學模型作為所述并聯充放電模型。
4、優選的，所述步驟s2包括：步驟s21，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻以及所述電池系統的當前總電流；步驟s21，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓。
5、優選的，所述步驟s3包括：步驟s31，根據當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻計算得到各所述單芯電池在當前時刻的實時電流；步驟s32，根據當前時刻的各所述戶儲包的單體電流、戶儲包總數和各所述單芯電池的實時電流分別計算出在當前時刻每個所述戶儲包的被轉移能量、每個所述單芯電池的的被轉移能量；步驟s33，對于每個所述單芯單池，根據當前時刻的所在的所述戶儲包的被轉移能量、自身的被轉移能量以及自身的電池電荷狀態計算得到下一時刻的自身的電池電荷狀態，隨后根據所有所述單芯電池的電池電荷狀態計算得到各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態。
6、優選的，所述步驟s4包括：步驟s41，根據所有所述戶儲包的戶儲包電荷狀態計算得到所述電池系統的平均戶儲包電荷狀態，隨后判斷出戶儲包電荷狀態低于所述平均戶儲包電荷狀態的所述戶儲包作為待轉移戶儲包，隨后控制其余戶儲包向所述待轉移戶儲包轉移能量，使得所有戶儲包的戶儲包電荷狀態相等；步驟s42，對于每一個所述戶儲包，根據該所述戶儲包內所有所述單芯電池的電池電荷狀態計算得到該所述戶儲包的平均電池電荷狀態，隨后判斷出電池電荷狀態低于所述平均電池電荷狀態的所述單芯電池作為待轉移單芯電池，隨后控制該所述戶儲包內的其余所述單芯電池向所述待轉移單芯電池轉移能量，使得所有戶儲包內的所有單芯電池的電池電荷狀態相等，完成主動全局均衡。
7、本專利技術還提供一種基于電池系統充放電控制系統，應用如上述的充放電控制方法，包括：模型構建模塊，用于基于電池系統構建初始數學模型，隨后對所述初始數學模型進行簡化得到并聯充放電模型；電流電壓計算模塊，連接所述模型構建模塊，用于采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和所述電池系統的當前總電流，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓；電荷計算模塊，連接所述電流電壓計算模塊，用于根據各所述戶儲包的單體電流、所述電池系統的總端電壓和各所述單芯電池的當前電壓計算得到下一時刻的各所述單芯電池的電池電荷狀態和各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態；電荷均衡模塊，連接所述電荷計算模塊，用于根據各所述單芯電池的電荷狀態采用主動全局均衡使根據所有所述單芯電池的電荷狀態保持相等。
8、優選的，所述模型構建模塊包括：初始建立單元，用于根據各所述戶儲包中的單芯電池的串聯關系，得到以各所述單芯電池的電壓和電阻表示的所述電池系統的總電流表達式和總電壓的表達式作為初始數學模型；模型簡化單元，連接所述初始建立單元，用于對所述初始數學模型進行解耦和重構，得到簡化后的所述初始數學模型作為所述并聯充放電模型。
9、優選的，所述電流電壓計算模塊包括：采集單元，用于采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻以及所述電池系統的當前總電流；計算單元，連接所述采集單元，用于將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓。
10、優選的，所述電荷計算模塊包括：電流計算單元，用于根據當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻計算得到各所述單芯電池在當前時刻的實時電流；能量計算單元，連接所述電流計算單元，用于根據當前時刻的各所述戶儲包的單體電流、戶儲包總數和各所述單芯電池的實時電流分別計算本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電池系統，其特征在于，包括：多個并聯的戶儲包，每個所述戶儲包包括：受控電壓源，所述受控電壓源的正極串聯有多節單芯電池；所述受控電壓源的負極和最后一節所述單芯電池的正極作為所述戶儲包與其他戶儲包并聯的兩端。
2.一種電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，應用于如權利要求1所述的電池系統，包括：步驟S1，基于電池系統構建初始數學模型，隨后對所述初始數學模型進行簡化得到并聯充放電模型；步驟S2，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和所述電池系統的當前總電流，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓；步驟S3，根據各所述戶儲包的單體電流、所述電池系統的總端電壓和各所述單芯電池的當前電壓計算得到下一時刻的各所述單芯電池的電池電荷狀態和各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態；步驟S4，根據各所述單芯電池的電荷狀態采用主動全局均衡使根據所有所述單芯電池的電荷狀態保持相等。
3.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟S1包括：步驟S11，根據各所述戶
4.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括：步驟S21，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻以及所述電池系統的當前總電流；步驟S21，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓。
5.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟S3包括：步驟S31，根據當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻計算得到各所述單芯電池在當前時刻的實時電流；步驟S32，根據當前時刻的各所述戶儲包的單體電流、戶儲包總數和各所述單芯電池的實時電流分別計算出在當前時刻每個所述戶儲包的被轉移能量、每個所述單芯電池的的被轉移能量；步驟S33，對于每個所述單芯單池，根據當前時刻的所在的所述戶儲包的被轉移能量、自身的被轉移能量以及自身的電池電荷狀態計算得到下一時刻的自身的電池電荷狀態，隨后根據所有所述單芯電池的電池電荷狀態計算得到各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態。
6.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟S4包括：步驟S41，根據所有所述戶儲包的戶儲包電荷狀態計算得到所述電池系統的平均戶儲包電荷狀態，隨后判斷出戶儲包電荷狀態低于所述平均戶儲包電荷狀態的所述戶儲包作為待轉移戶儲包，隨后控制其余戶儲包向所述待轉移戶儲包轉移能量，使得所有戶儲包的戶儲包電荷狀態相等；步驟S42，對于每一個所述戶儲包，根據該所述戶儲包內所有所述單芯電池的電池電荷狀態計算得到該所述戶儲包的平均電池電荷狀態，隨后判斷出電池電荷狀態低于所述平均電池電荷狀態的所述單芯電池作為待轉移單芯電池，隨后控制該所述戶儲包內的其余所述單芯電池向所述待轉移單芯電池轉移能量，使得所有戶儲包內的所有單芯電池的電池電荷狀態相等，完成主動全局均衡。
7.一種電池系統并聯充放電控制系統，其特征在于，應用如權利要求2-6中任意一項所述的電池系統并聯充放電控制方法，包括：模型構建模塊，用于基于電池系統構建初始數學模型，隨后對所述初始數學模型進行簡化得到并聯充放電模型；電流電壓計算模塊，連接所述模型構建模塊，用于采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和所述電池系統的當前總電流，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓；電荷計算模塊，連接所述電流電壓計算模塊，用于根據各所述戶儲包的單體電流、所述電池系統的總端電壓和各所述單芯電池的當前電壓計算得到下一時刻的各所述單芯電池的電池電荷狀態和各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態；電荷均衡模塊，連接所述電荷計算模塊，用于根據各所述單芯電池的電荷狀態采用主動全局均衡使根據所有所述單芯電池的電荷狀態保持相等。
8.根據權利要求7所述的電池系統并聯充放電控制系統，其特征在于，所述模型構建模塊包括：初始建立單元，用于根據各所述戶儲包中的單芯電池的串聯關系，得到以各所述單芯電池的電壓和電阻表示的所述電池系統的總電流表達式和總電壓的表達式作為初始數學模型；模型簡化單元，連接所述初始建立單元，用于對所述初始數學模型進行解耦和重構，得到簡化后的所述初始...
【技術特征摘要】
1.一種電池系統，其特征在于，包括：多個并聯的戶儲包，每個所述戶儲包包括：受控電壓源，所述受控電壓源的正極串聯有多節單芯電池；所述受控電壓源的負極和最后一節所述單芯電池的正極作為所述戶儲包與其他戶儲包并聯的兩端。
2.一種電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，應用于如權利要求1所述的電池系統，包括：步驟s1，基于電池系統構建初始數學模型，隨后對所述初始數學模型進行簡化得到并聯充放電模型；步驟s2，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和所述電池系統的當前總電流，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓；步驟s3，根據各所述戶儲包的單體電流、所述電池系統的總端電壓和各所述單芯電池的當前電壓計算得到下一時刻的各所述單芯電池的電池電荷狀態和各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態；步驟s4，根據各所述單芯電池的電荷狀態采用主動全局均衡使根據所有所述單芯電池的電荷狀態保持相等。
3.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟s1包括：步驟s11，根據各所述戶儲包中的單芯電池的串聯關系，得到以各所述單芯電池的電壓和電阻表示的所述電池系統的總電流表達式和總電壓的表達式作為初始數學模型；步驟s12，對所述初始數學模型進行解耦和重構，得到簡化后的所述初始數學模型作為所述并聯充放電模型。
4.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟s2包括：步驟s21，采集當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻以及所述電池系統的當前總電流；步驟s21，將各所述當前電壓和所述當前總電流輸入所述并聯充放電模型計算得到當前時刻的各所述戶儲包的單體電流和所述電池系統的總端電壓。
5.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟s3包括：步驟s31，根據當前時刻的各所述戶儲包中各所述單芯電池的當前電壓和等效電阻計算得到各所述單芯電池在當前時刻的實時電流；步驟s32，根據當前時刻的各所述戶儲包的單體電流、戶儲包總數和各所述單芯電池的實時電流分別計算出在當前時刻每個所述戶儲包的被轉移能量、每個所述單芯電池的的被轉移能量；步驟s33，對于每個所述單芯單池，根據當前時刻的所在的所述戶儲包的被轉移能量、自身的被轉移能量以及自身的電池電荷狀態計算得到下一時刻的自身的電池電荷狀態，隨后根據所有所述單芯電池的電池電荷狀態計算得到各所述戶儲包的戶儲包電荷狀態。
6.根據權利要求2所述的電池系統并聯充放電控制方法，其特征在于，所述步驟s4包括：步驟s41，根據所有所述戶儲包的戶儲包電荷狀態計算得到所述電池系統的平均戶儲包電荷狀態，隨后判斷出戶儲包電荷狀態低于所述平均戶儲包電荷狀態的所述戶儲包作為待轉移戶儲包，隨后控制其余戶儲包向所述待轉移戶儲包轉移能量，使得所有戶儲包的戶儲包電荷狀態相等；步驟s42，對于每一個所述戶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡金杭，苗亞，曹亢，王磊，陳軍，
申請(專利權)人：澄瑞電力科技上海股份公司，
類型：發明
國別省市：
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