储能系统及其容量均衡方法、装置与流程

本公开涉及储能，尤其涉及一种储能系统、储能系统的容量均衡方法及储能系统的容量均衡装置。

背景技术：

1、储能系统一般包括由一定数量的电芯串联或并联组成的电池模块(或称电池簇)，多个电池模块串联组成的电池系统。在同一个电池簇内，各个电池模块在使用过程中因温度、电芯本身等因素的不一致性，造成剩余容量(state of charge，soc)不均衡的问题。

2、为了解决电池簇内的电池模块soc不均衡的问题，在相关技术中，通常采用将能量高的电池模块通过电阻被动放电，以使能量高的电池模块的能量与能量低的电池模块保持一致。

3、然而，上述soc均衡方法将多余能量以热能的形式耗散掉，造成能量浪费，造成安全隐患，且为了维持环境适宜电芯的工作温度，还需要通过空调等降温手段进行降温，进一步浪费能量。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开提供一种储能系统及其均衡方法、装置，至少在一定程度上克服相关技术中提供的储能系统的容量均衡方法造成能量浪费、存在安全隐患的问题。

2、本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本公开的一个方面，提供一种储能系统的容量均衡方法，所述储能系统包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述方法包括：获取目标电池簇中各个电池模块的剩余容量soc；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的soc不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的soc从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇中的所述多个电池模块的soc满足所述预设均衡条件。

4、本公开实施方式中，根据目标电池簇中各个电池模块的soc确定电池簇的soc是否满足预设均衡条件，在soc不满足预设均衡条件的情况下，根据多个电池模块的soc确定待均衡电池模块，进而控制待均衡电池模块对用电模块供电，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的soc均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制系统的负载，节约能源，提升安全性；另一方面，由于储能系统内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能系统整体的通信稳定性。

5、在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的soc从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：将所述多个电池模块中最大的soc对应的电池模块确定为待均衡电池模块。

6、本公开实施方式中，将多个电池模块中最大的soc对应的电池模块确定为待均衡电池模块，待均衡电池模块的确定方式简单、便于操作，大大缩短储能系统的容量均衡时间，提升均衡效率。

7、在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的soc从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块，包括：计算所述多个电池模块的soc的平均值，并根据所述多个电池模块的soc的平均值确定各个电池模块的soc的上限值；根据所述多个电池模块的soc和所述soc的上限值确定所述待均衡电池模块。

8、本公开实施方式中，通过计算多个电池模块的soc的平均值，并根据soc的平均值确定soc的上限值，从而根据多个电池模块的soc和soc的上限值确定待均衡电池模块，有效确定电池簇中造成soc不均衡影响较大的因素，利于快速实现储能系统的容量均衡，提升均衡效率。

9、在本公开的一个实施例中，所述根据所述多个电池模块的soc和所述soc的上限值确定所述待均衡电池模块，包括：从所述多个电池模块中筛选大于所述soc的上限值的目标电池模块；若所述目标电池模块的数量为单个，则将所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块。

10、在本公开实施例中，当目标电池模块的数量为单个时，表明该目标电池模块的soc与多个电池模块中的剩余电池模块的soc差异大，通过控制目标电池模块，利于快速实现储能系统的容量均衡，提升均衡效率。

11、在本公开的一个实施例中，所述从所述多个电池模块中筛选大于所述soc的上限值的目标电池模块之后，所述方法还包括：若所述目标电池模块的数量为多个，则计算任意两个所述目标电池模块的soc之间的差值；若存在至少两个所述目标电池模块的soc之间的差值小于或等于预设差值阈值，则将至少两个所述目标电池模块确定为所述待均衡电池模块，以同步对所述用电模块进行供电。

12、本公开实施方式中，在待均衡电池模块中包含至少两个目标电池模块且至少两个目标电池模块的soc接近的情况下，通过将至少两个目标电池模块同时投切，至少两个目标电池模块同步对用电模块供电，进一步缩短储能系统的容量均衡时间，提升均衡效率。

13、在本公开的一个实施例中，在所述根据所述多个电池模块的soc从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块之后，且所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之前，所述方法还包括：对所述待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，以使转换后的电压满足所述用电模块的供电条件。

14、本公开实施方式中，由于待均衡电池模块的输出电压可能存在与用电模块的输入电压不匹配的情况，故通过对待均衡电池模块的输出电压进行电压转换，从而保证用电模块的稳定性和安全性。

15、在本公开的一个实施例中，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的soc满足预设均衡条件，则控制所述用电模块自所述待均衡电池模块切换至目标供电模块进行供电；其中，所述目标供电模块不为所述多个电池模块。

16、本公开实施方式中，在通过待均衡电池模块对用电模块进行供电的过程中，通过监测目标电池簇内多个电池模块的soc均衡情况，避免待均衡电池模块过渡放电，造成目标电池簇的soc均衡状态波动过大的问题，提升系统稳定性。

17、在本公开的一个实施例中，在所述控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电之后，所述方法还包括：持续进行所述多个电池模块的soc的获取处理，得到所述多个电池模块的更新后的soc；若所述多个电池模块的更新后的soc不满足所述预设均衡条件，则根据所述更新后的soc继续进行待均衡电池模块的确定，得到更新后的待均衡电池模块；控制所述用电模块切换至所述更新后的待均衡电池模块进行供电，直至所述目标电池簇中的所述多个电池模块的soc满足所述预设均衡条件。

18、在本公开实施例方式中，通过持续获取多个电池模块的soc，持续监测目标电池簇中的多个电池模块的soc是否处于均衡状态，从而保证储能系统的容量均衡的精确度，有效防止待均衡电池模块过渡放电，提升储能系统的安全性。

19、在本公开的一个实施例中，所述用电模块包括电源管理系统和高压接触器中的至少一项。

20、本公开实施方式中，一方面通过待均衡电池模块对电源管理系统进行供电，从而保证电源管理系统不间断供电，提升储能系统的稳定性和安全性；另一方面通过待均衡电池模块对高压接触器进行供电，从而保证高压接触器在启动和保持状态持续用电的需求，提升储能系统的稳定性和安全性。

21、在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：若所述目标电池簇中的电池模块的soc最大值与电池模块的soc最小值的差值大于预设soc阈值，或所述目标电池簇中任意两个电池模组的soc的差值大于所述预设soc阈值，则判定所述目标电池簇中的电池模组的soc不满足所述预设均衡条件。本公开实施方式中，通过将电池模组的soc最大值与soc最小值的差值与预设soc阈值比较，或者将任意两个电池模组的soc的差值与预设soc阈值比较，根据比较结果确定目标电池簇中的电池模组的soc是否满足预设均衡条件，进而确定目标电池簇的电池模组的soc均衡时机，该方式简单、实用性强。

22、根据本公开的另一个方面，还提供了一种储能系统的容量均衡装置，所述储能系统包括至少一个电池簇，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块，所述装置包括：获取模块，用于获取目标电池簇中各个电池模块的soc；其中，所述目标电池簇为所述至少一个电池簇中的一个；确定模块，用于若所述目标电池簇中的所述多个电池模块的soc不满足预设均衡条件，则根据所述多个电池模块的soc从所述多个电池模块中确定待均衡电池模块；控制模块，用于控制所述用电模块切换至所述待均衡电池模块进行供电，以使所述目标电池簇内的所述多个电池模块的soc满足所述预设均衡条件。本公开实施方式中，结合上述的储能系统的容量均衡方法，一方面能够实现目标电池簇中的多个电池模块的soc均衡，无需其他降温手段，合理利用待均衡电池模块的多余能量，减少能量损耗，降低空调等环境控制系统的负载，节约能源；另一方面，由于储能系统内的用电模块由常规单路供电变为多路供电，从而保证用电模块可靠性，进而提升储能系统整体的通信稳定性。

23、在本公开的一个实施例中，所述装置还包括电压转换模块，所述电压转换模块用于对所述待均衡电池模块的输出电压进行转换，以使转换后的电压满足用电模块的供电条件。本公开实施方式中，通过设置电压转换模块，能够将待均衡电池模块的输出电压转换为适宜用电模块的输入电压，以保证用电模块的安全性。

24、根据本公开的另一个方面，还提供了一种储能系统，包括至少一个电池簇和上述的储能系统的容量均衡装置，所述电池簇包括用电模块和多个电池模块。本公开实施方式中，结合上述的储能系统的容量均衡装置，在均衡装置具有更优的均衡效率、降低能耗的情况下，提高了储能系统的稳定性。

25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。