专利名称:一种用于v2g电池管理的系统和设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于V2G电池管理的系统和设备。该系统包括：可控PWM整流器，分别与电网、控制器和双向DC/DC变换器建立通信关系，用于接收来自电网的交流电，还用于交流电和直流电之间的互相转换；双向DC/DC变换器，分别与控制器和均衡电路建立通信关系，用于改变电流的方向；检测器，分别与控制器和电池组建立通信关系，用于将检测电池组而得到的检测数据发送至控制器；控制器，分别与电网和均衡电路建立通信关系，用于接收来自电网的控制命令，还用于将处理检测数据而生成的均衡策略发送至均衡电路；均衡电路，用于执行均衡策略。本实用新型解决了电池管理系统应用于V2G技术下功能是不足的问题。
【专利说明】一种用于V2G电池管理的系统和设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池管理领域，具体而言，涉及一种用于V2G电池管理的系统和设备。
【背景技术】
[0002]现今，随着电动车的大规模推广，电动汽车的保有量在逐步增加。电动汽车采用电池作为储能设备，可以为成为未来智能电网的分布式储能单元。电动汽车在实际当中，大量时间处于停驶状态，车主可以在电网非高峰负荷时段由电网为电动汽车车载电池充电，而在电网高峰负荷时段由电动汽车车载电池向电网提供电能，以获得差价。在车主和系统调度员之间，这种通过实时电价和智能电表来实现智能充放电管理的技术就是V2G(Vehicleto Grid，车辆到电网)技术。
[0003]V2G技术能够有效的调节电网负荷的峰谷差，起到削峰填谷的作用。随着近年来风电、太阳能等带有随机性的新能源的发展，电网需要一个储能设备来平抑随机性带来的峰谷差，这正是电动汽车V2G技术应用的机会。电动汽车储能效能相当于增加了系统的有效备用容量，将有效地平抑可再生能源发电输出功率的波动，促进电网接纳波动的可再生能源发电功率，为增强电网的调节能力提供新的途径。V2G技术的涌现对于电池管理系统提出了新的要求。
[0004]在现有技术中，电池管理系统只是针对电池的充电过程而进行均衡充电管理，如此，由于V2G技术中要求调度的可控性，对于当前的电池管理系统缺乏相应的接口与通讯功能，所以对于现有技术中的电池管理系统应用于V2G技术下功能是不足的。
[0005]针对现有技术中电池管理系统应用于V2G技术下功能是不足的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于提供一种用于V2G电池管理的系统和设备，以解决电池管理系统应用于V2G技术下功能不足的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种用于V2G电池管理的系统。根据本实用新型的用于V2G电池管理的系统包括:可控PWM整流器，分别与电网、控制器和双向DC/DC变换器建立通信关系，用于接收来自电网的交流电，还用于交流电和直流电之间的互相转换；双向DC/DC变换器，分别与控制器和均衡电路建立通信关系，用于改变电流的方向；检测器，分别与控制器和电池组建立通信关系，用于将检测电池组而得到的检测数据发送至控制器；控制器，分别与电网和均衡电路建立通信关系，用于接收来自电网的控制命令，还用于将处理检测数据而生成的均衡策略发送至均衡电路；均衡电路，用于执行均衡策略。
[0008]本申请还可以提供一种用于V2G电池管理的设备，该设备可以包含上述用于V2G电池管理的系统的方案。
[0009]根据本实用新型实施例，通过用于V2G电池管理的系统，解决了电池管理系统应用于V2G技术下功能不足的问题，达到了 V2G技术下充放电设备智能充放电的效果。
【附图说明】
[0010]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0011]图1是根据本实用新型实施例的用于V2G电池管理的系统的结构示意图；
[0012]图2是根据本实用新型实施例的包括用于V2G电池管理的设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0014]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0015]需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0016]根据本实用新型实施例，提供了一种用于V2G电池管理的系统的实施例。
[0017]图1是根据本实用新型实施例的用于V2G电池管理的系统的结构示意图。出于描述的目的，所绘的体系结构仅为合适环境的一个示例，并非对本申请的使用范围或功能提出任何局限。也不应该将该用于V2G电池管理的系统为对图1所示的任一组件或组合具有任何依赖或需求。
[0018]如图1所示，该用于V2G电池管理的系统可以包括:可控PWM整流器11、双向DC/DC变换器12、检测器13、控制器14和均衡电路15。
[0019]其中，可控PWM整流器11，分别与电网、控制器14和双向DC/DC变换器12建立通信关系，用于接收来自电网的交流电，还用于交流电和直流电之间的互相转换；双向DC/DC变换器12，分别与控制器14和均衡电路15建立通信关系，用于改变电流的方向；检测器13，分别与控制器14和电池组建立通信关系，用于将检测电池组而得到的检测数据发送至控制器14 ;控制器14，分别与电网和均衡电路15建立通信关系，用于接收来自电网的控制命令，还用于将处理检测数据而生成的均衡策略发送至均衡电路15 ;均衡电路15，用于执行均衡策略。
[0020]本申请上述实施例1的系统，提供了一种用于V2G电池管理的系统，该系统通过电网提供交流电和发送控制命令，控制器14根据检测器13的检测数据和控制命令控制可控PWM整流器11和双向DC/DC变换器12对电流进行转换和改变方向，控制器14处理检测数据得到均衡策略通过均衡电路15执行均衡策略；与现有技术相比，达到了 V2G技术下对电池进行充放电管理的目的。
[0021]例如，正常工作状态下，电网提供交流电能量通过可控PWM整流器11整流成直流电，通过的双向DC/DC变换器12给电池组进行充电。控制器14启动，根据检测器13测量得到的检测数据，得到当前状态和均衡电路15的均衡策略，并将均衡策略传递给均衡电路15ο
[0022]具体地，控制命令包括以下其中之一:充电命令或者放电命令。例如，控制器14接收到来自电网的控制命令可以为充电命令或者放电命令。
[0023]可选地，可控PWM整流器11还包括:第一转换电路，用于在控制命令为充电命令的情况下，将交流电转换为直流电；第二转换电路，用于在控制命令为放电命令的情况下，将直流电转换为交流电。
[0024]可选地，双向DC/DC变换器12还包括:第一控制电路，用于在控制命令为充电命令的情况下，双向DC/DC变换器12使得电流流向至均衡电路15 ;第二控制电路，用于在控制命令为放电命令的情况下，双向DC/DC变换器12使得电流流向至可控PWM整流器11。
[0025]具体地，检测数据包括:电压参数、电流参数和温度参数。检测器13包括电池电压检测单元、电池电流检测单元、电池温度检测单元、电池状态检测单元等。检测器13将电池组的多种参数进行检测，并传输给控制器14。
[0026]具体地，当前状态包括:工作模式、荷电状态和老化参数；其中，工作模式包括以下其中之一:电量充满、或电量放完、或正在充电或正在放电。
[0027]具体地，均衡策略包括以下其中之一:均衡充电策略或者均衡放电策略。均衡电路15可以采用并联电容、并联电阻等结构的均衡电路实现。均衡电路15的主要功能为在充电、放电阶段对每个电池的电压进行平衡，使电池的工作状态尽量相似。
[0028]优选地，控制器14还包括:过充报警电路，用于根据荷电状态确定是否发出过充报警信号；过放报警电路，用于根据荷电状态确定是否发出过放报警信号；过流报警电路，用于根据电流参数确定是否发出过流报警信号；过温报警电路，用于根据温度参数确定是否发出过温报警信号；老化异常报警电路，用于根据老化参数确定是否发出老化异常报警信号；系统状态反馈电路，用于根据工作模式确定是否发出系统状态反馈信号。如此，能够在V2G技术要求下对电池状态进行监管，防止异常情况引起的电池组失效，满足V2G技术对调度通讯功能的要求。
[0029]具体地，控制器14接收检测器13传递的检测数据，例如电压参数、电流参数和温度参数，根据预设的仿真控制程序计算电池当前情况、荷电状态以及老化情况等参数，对充放电均衡策略进行控制。控制器还包括异常状态的报警。报警功能包括但不限于过充报警、过放报警、过温报警、过流报警、老化异常报警等。控制器14与V2G调度接口采用Modbus格式。控制器14与用户的交互通信采用以太网通信，但不应以此限制本实用新型的保护范围。检测器13采用统一接口进行数据的采集和传输，包括电池电压检测、电池电流检测、电池温度检测、电池状态检测等。
[0030]例如，在电网进行V2G调度时，控制器通过Modbus接口接收电网V2G控制命令，控制器14进入V2G工作模式。当控制命令为充电命令时，控制器对电池进行充电管理。此时的工作状态与正常工作状态相同。当控制命令为放电命令时，电池组对电池进行放电管理。此时，所述的双向DC/DC变换器12进入反向工作模式，将电池电压提高，并通过所述的可控PWM整流器11进行有源逆变并网，将能量送回电网。在此工作状态下，电池的均衡电路15采用均衡放电策略，在放电同时保持电池的均压均流状态。当电池出现异常状态时，控制器14通过各个报警单元对用户以及V2G调度进行报警，提醒用户对异常状态的主意以及对V2G命令实现闭锁。本实用新型提出的一种用于V2G电池管理的系统，能够实现在V2G技术应用情况下的电池组管理。实现了 V2G技术对电池管理系统的技术要求，对V2G技术的推广与应用有积极作用。
[0031]本实用新型能够在V2G技术要求下对电池组进行充放电管理，实现V2G技术下对电池组状态的监管，对电池状态与参数的通信，实现V2G及技术对新型电池管理系统的要求。随着电动汽车的推广，V2G技术有广阔的应用前景，该电池管理系统正符合这一趋势。
[0032]本申请还可以提供一种用于V2G电池管理的设备，该设备可以包含上述用于V2G电池管理的系统的任意一种可选的或优选的实施例。
[0033]图2是根据本实用新型实施例的包括用于V2G电池管理的设备的结构示意图，如图2所示，该用于V2G电池管理的设备21包括上述用于V2G电池管理的系统22。
[0034]以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于V2G电池管理的系统，其特征在于，包括: 可控PWM整流器，分别与电网、控制器和双向DC/DC变换器建立通信关系，用于接收来自所述电网的交流电，还用于交流电和直流电之间的互相转换； 所述双向DC/DC变换器，分别与所述控制器和均衡电路建立通信关系，用于改变电流的方向； 检测器，分别与所述控制器和电池组建立通信关系，用于将检测所述电池组而得到的检测数据发送至所述控制器； 所述控制器，分别与所述电网和所述均衡电路建立通信关系，用于接收来自所述电网的控制命令，还用于将处理所述检测数据而生成的均衡策略发送至所述均衡电路； 所述均衡电路，用于执行所述均衡策略。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制命令包括以下其中之一: 充电命令或者放电命令。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述可控PWM整流器还包括:第一转换电路，用于在控制命令为充电命令的情况下，将交流电转换为直流电。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述可控PWM整流器还包括:第二转换电路，用于在控制命令为放电命令的情况下，将直流电转换为交流电。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器还包括: 第一控制电路，用于在控制命令为充电命令的情况下，所述双向DC/DC变换器使得电流流向至所述均衡电路； 第二控制电路，用于所述双向DC/DC变换器还用于在控制命令为放电命令的情况下，所述双向DC/DC变换器使得电流流向至所述可控PWM整流器。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测数据包括: 电压参数、电流参数和温度参数。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述均衡策略包括以下其中之一: 均衡充电策略或者均衡放电策略。8.根据权利要求1所述的系统，所述控制器还包括: 过充报警电路，用于发出过充报警信号； 过放报警电路，用于发出过放报警信号； 过流报警电路，用于发出过流报警信号； 过温报警电路，用于发出过温报警信号； 老化异常报警电路，用于发出老化异常报警信号； 系统状态反馈电路，用于发出系统状态反馈信号。9.一种用于V2G电池管理的设备，其特征在于，包括:权利要求1-8中任一项所述的用于V2G电池管理的系统。
【文档编号】H02J3-32GK204304458SQ201420688603
【发明者】马龙飞, 张宝群, 宫成, 焦然, 时锐, 迟忠君, 陈艳霞 [申请人]国家电网公司, 国网北京市电力公司