一种适用于分散式储能系统的电池热管理方法

技术领域

本发明涉及电池梯次利用、储能电站等电池储能系统领域，尤其是一种适用于分散式储能系统的电池热管理方法。

背景技术

由于电池在生产制造、工作环境、老化程度上的不一致性，各个电池芯的开路电压和等效串联电阻均有不同程度的差异，导致在电池储能系统运行时，并联电池簇的电池温度不一致。因此，通过独立的双向变化器对各个电池簇进行功率解耦控制是工业界常用手段。但是，由于各个双向变换器的控制器之间通讯延时的存在，多电池簇并联的分散式储能系统高带宽通讯实现困难，而且成本较高。这样，不便于对多电池簇进行热管理控制，降低了可靠性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种适用于分散式储能系统的电池热管理方法，采用主控制器和从控制器并行的控制策略，通过主控制器和从控制器之间的低带宽通讯，实现了分散式储能系统运行过程中各个电池簇电池热管理、功率给定值

本发明的技术方案为：包括由主控制器执行的第一控制策略S1和由从控制器执行的第二控制策略S2，

其中：第一控制策略S1获得分散式储能系统中各个电池簇的电池功率

所述分散式储能系统由多个带有双向变换器的电池簇并联构成；

第二控制策略S2根据第一控制策略S1得到的各个电池簇的功率给定值

所述分散式储能系统中电池簇的总数为n，n＞1，且为正整数，所述电池簇包括第1电池簇Bat

所述双向变换器包括第1双向变换器、第2双向变换器、……、第n双向变换器，第1电池簇Bat

所述从控制器包括第1从控制器、第2从控制器、……、第n从控制器，分别控制第1双向变换器、第2双向变换器、……、第n双向变换器；第1从控制器、第2从控制器、……、第n从控制器分别与主控制器之间通过低带宽通讯上传和下达相关信息。

第一控制策略S1包括以下步骤：

步骤S11：从各个从控制器通过低带宽通讯获得各个电池簇的电池功率

步骤S12：处理获得各个电池簇的功率给定值

其中，σ为电池簇功率的温度调整系数；

步骤S13：当电池簇的功率给定值超出该电池簇功率上下限时，其功率给定值设置为功率上限值或下限值；

步骤S14：将各个电池簇的功率给定值

第二控制策略S2包括以下步骤：

步骤S21：采集电池簇的电池电流

步骤S22：计算得到电流给定值，当电池簇的电流给定值超出该电池簇电流上下限时，其电流给定值设置为电流上限值或下限值；

步骤S23：根据得到的电流给定值，对双向变换器进行闭环控制，得到对应的驱动信号；

步骤S24：将电池簇的电池功率和电池温度通过低带宽通讯上传给主控制器。

本发明具有如下的有益效果：

（1）采用主控制器和从控制器并行的控制策略，在保证从控制器响应迅速的基础上实现电池簇热管理；

（2）通过主控制器和从控制器之间的低带宽通讯，实现了分散式储能系统运行过程中各个电池簇电池热管理、功率给定值

（3）控制简洁，切换灵活，各个从控制器之间互不干扰，可以实现从控制器分布式控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中分散式储能系统的拓扑结构图；

图3是本发明中从控制器的控制框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

参照图1所示，本发明包括由主控制器执行的第一控制策略S1和由从控制器执行的第二控制策略S2，

其中：第一控制策略S1获得各个电池簇的电池功率

本发明通过主控制器和从控制器之间的低带宽通讯，负责传递各个电池簇信息；主控制器根据电池簇的信息，给出各个电池簇功率的给定值；从控制器负责对应电池簇的功率控制和电流控制，以实现不同电池簇之间的温度管理。

图2是本发明一种分散式储能系统实施例的拓扑结构图。参照图2，一种适用于分散式储能系统的主从控制器通讯控制方法及其电池热管理方法，所述分散式储能系统是由多个带有双向变换器的电池簇并联构成。所述电池簇总数为n（n为正整数），所述电池簇包括第1电池簇Bat

参照图2所示，所述从控制器包括第1从控制器、第2从控制器、……、第n从控制器，分别控制第1双向变换器、第2双向变换器、……、第n双向变换器；第1从控制器、第2从控制器、……、第n从控制器与主控制器之间通过低带宽通讯上传和下达相关信息。本发明中的控制策略可适用于低带宽通讯。

具体的，参照图1所示，由主控制器执行的第一控制策略S1，包括以下步骤：

步骤S11：从各个从控制器通过低带宽通讯获得各个电池簇的电池功率

步骤S12：处理获得各个电池簇的功率给定值

其中，σ为电池簇功率的温度调整系数；通过温度差值计算功率给定值，系数具体根据温度调节的速度可以设定；

步骤S13：当电池簇的功率给定值超出该电池簇功率上下限时，其功率给定值设置为功率上限值或下限值；这样，对步骤S12的结果进行限幅，防止步骤S14传输功率给定值超出范围；

步骤S14：将各个电池簇的功率给定值

具体的，参照图1所示，由从控制器执行的第二控制策略S2，包括以下步骤：

步骤S21：采集电池簇的电池电流

步骤S22：计算得到电流给定值，当电池簇的电流给定值超出该电池簇电流上下限时，其电流给定值设置为电流上限值或下限值，这样防止电流给定值超出双向变换器可接受范围；

其中，电流给定值=功率给定值

步骤S23：根据得到的电流给定值，对双向变换器进行闭环控制，得到对应的驱动信号；具体为：将电流给定值与电流实际值做差，进行比例积分控制，得到双向变换器的占空比值，输出PWM波，得到对应的驱动信号，即如图3所示；

步骤S24：将电池簇的电池功率和电池温度通过低带宽通讯上传给主控制器。

基于以上实施例，本发明采用主控制器和从控制器并行的控制策略，通过主控制器和从控制器之间的低带宽通讯，实现了分散式储能系统运行过程中各个电池簇电池热管理、功率给定值

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。