[发明专利]一种电池充放电的控制方法及其系统

说明书

本申请公开了一种电池充放电的控制方法及其系统，其中电池充放电的控制方法具体包括以下步骤：检测每个电池单元的状态；根据所有电池单元的状态，选取指定的若干个电池单元组合成串联电路进行充电/放电；充电/放电经过一段时间后，根据所有电池单元的当前状态，重新组合得到新的串联电路，对新的串联电路中的电池单元进行充电/放电。本申请能够对电池组进行充放电动态均衡控制，在保证串联电池组稳定输入/输出的基础上，实现电池组的满充满放，充分利用电池组的所有容量能力，避免了冗余配置。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地，涉及一种电池充放电的控制方法及其系统。

背景技术

现有技术中，由于生产工艺等问题，电池单体容量较小，难以满足负载对于储能容量的需求，所以电池成组使用成为必然。为了满足所需的电流、电压或功率要求，需要将大量的单体电池以串联与并联形式组成大规模的电池系统。在电池成组技术上，小容量单体电池成组或成网在储能系统安全性、可靠性和管控性能方面相对大容量单体电池有着极大的优势。这一点已被众多实际应用证实，例如，特斯拉Model S电动汽车采用了8127节18650小容量单体电池。然而，电池单体间具有无法避免的不一致性，即便是同厂家、同批次的电池，在充放电特性、温度特性、容量、内阻等方面的参数普遍存在差异，而且这些差异在电池的使用过程中继续加大。为了解决单体电池不一致产生的问题，确保电池性能良好，延长电池使用寿命，除了对单体电池进行分容筛选，还需要对电池进行合理有效的管理和控制。

而传统的电池管理系统主要采用均衡技术，包括主动均衡和被动均衡。被动均衡通过给每个电池添加旁路电阻等方式，对电压高的电池进行放电，使得串联电池组中各个电池电压达到平衡，主要解决充电过程中的均衡问题，对放电均衡无能为力，同时均衡电路会造成一定的能量损耗，降低电池系统的能量使用效率；主动均衡通过增加电容、变压器等能量存储或变换器件，实现相邻电池之间的能量转移，均衡损耗低，但是元器件多、结构复杂、成本高，均衡效率较低，难以充分利用电池组的所有容量。因此需要一种合适的对电池充放电的控制方法，能够重新生成一种新的电池成组方式，基于该方式对该电池成组后的大规模储能系统中的电池进行高效的充放电。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池充放电的控制方法及其系统，能够实现电池组在充电及放电过程中的动态均衡，解决电池一致性问题，提高电池组容量利用率。

为达到上述目的，本申请提供了一种电池充放电的控制方法，具体包括以下步骤：检测每个电池单元的状态；根据所有电池单元的状态，选取指定的若干个电池单元组合成串联电路进行充电/放电；根据所有电池单元的当前状态，不断重新组合得到新的串联电路，对新的串联电路中的电池单元进行充电/放电。

如上的，其中，在充放电过程中的任意时刻，通过检测并计算得到每个电池单元的端电压、电流、内阻、荷电状态信息数据，根据荷电状态数据对电池单元的当前状态进行判断。

如上的，其中，在充放电过程中，当充电/放电时间达到指定值，则根据电池单元当前状态对电池单元进行重新组合形成新的串联电路。

如上的，其中，对电池单元进行充放电具体包括以下子步骤：根据电池单元的当前状态，从N个电池单元中选取指定的若干个电池单元，将电池单元接入电路组成串联电池组，对串联电池组中的电池单元进行充电/放电。

如上的，其中，将电池单元接入电路组成串联电池组具体包括以下步骤：对所有电池单元进行排序；按照排序结果，选择指定的若干个电池单元，并对电池单元的端电压值进行求和，使得求和结果不超出直流母线电压的指定范围；根据选择结果，将指定的若干个电池单元接入电路组成串联电池组。

如上的，其中，在充电过程中，根据排序结果选择荷电状态值低的n个电池单元，使得n个电池单元的端电压之和不超出直流母线电压的指定范围。

如上的，其中，在放电过程中，根据排序结果选择荷电状态值高的n’个电池单元，使得n’个电池单元的端电压之和不超出直流母线电压的指定范围。