[发明专利]一种多电池组并联放电运行的系统和方法

说明书

本发明涉及电池储能转换供电领域，针对现有技术多电池组无法同时热备份冗余并联运行的技术缺陷，提供一种多电池组并联放电运行的系统和方法。本发明利用电型受控放电电池组的复合开闭保护与内置变换放电机制，使电池组具备特定受控电型特性，成为可程控恒压恒流伏安及下垂伏安特性、单向放电、自主均流、智能可编程模块化设备，实现了多电池组热备冗余并联放电运行。特别是，通过功率开关变换及控制，避免了非预期反向电流，实现了功率变换输出特有的电压电流及阻抗受控、自主动态均流，使得系统内各电池组均能实现单向输出、可调恒值稳压或线性下垂、可调恒值限流、自主均流放电，达到多电池组动态热备冗余并联均流放电的功能。

技术领域

本发明涉及电池储能转换供电领域，更具体地说，涉及一种动力多电池组并联放电运行的系统和方法。

背景技术

动力电池组是新能源设备的核心部件；动力单体电芯额定电压低及额定容量小，因此采用串并联方式将多个电芯组合成整个储能部件，俗称动力电池包。电池包设计的要点包括单体电压、单体容量，单体串并联方式及电池系统管理方式。其中电池包的充放电管理是系统使用的关键技术，通常电池包内部的管理单元BPU，俗称保护板，提供电池组过充过放保护，除输出短路保护，一般重点监测电池组串内单体电压；充电流程由特别配置的充电器按指定类型电池充电标准流程及厂家指定参数完成，而电池包对放电过程一般设计有电压过低保护，包括整组电压过低及单体电压过低的保护，部分电池包也设计有短路或限时过流保护、过温保护。

动力电池大系统由极多单体组成大的能量包系统，一般先将单体按预定的串并联模式组成包组件，由组件形成为块片或层，再按层组成大系统。小系统则简化为包组件。其中电路的并联连接部分一般采取熔丝串联配置，并实施局部热管理、容量管理，以规避不同电池包部件之间内部环流而导致系统无法正常运行。并且这种设计只是在组装开始时实施并联，运行时一般不再拆解，这种并联是静态一次组装方式；并且应在实施并联之前先将电池储电容量适当降低、电压降到并联合接的预设置规范值，使电池部件电压差减小、内阻较大且满足再并联条件，环流电流值就会小很多，以提高生产的安全性和减小发生事故的可能性。并且这种并联方式下的电池分部件需要独立检测、独立管理，否则会随电池部件长期并联不均衡引发充放电不足导致整个电池组及系统充放电容量的大幅急剧衰减而失效。

动力电池组在运行的设备环境中是一个高能低阻有源的动态工作部件，因此在非静态组装情形，两个成品电池组不能直接并联。当电压平台及容量不同情况下，直接并联意味着电池组之间发生环流充放电，因电池阻抗低而造成不受控通流极大且持续时，内部损耗发热严重并蓄积，甚至导致损毁电池。

成品电池组部件内置的的保护管理单元对充放电过程一般设计为充电放电两个独立的工作过程并按对应的标准流程管理，重点是针对整组电池或单体电池的电特性参数的过范围保护，对充放电的运行步骤和过程中的细节参数并不介入管理。所以多电池组的简单粗暴的直接并联会导致电池组处于异常的充电过程或异常放电过程且不受控制，异常程度直接由组间电池的荷电状态等电参数的差异性决定。如果这种不受控的直接并联多次发生，将导致电池加速失效或报废。