电池控制系统及电池控制系统的电路参数检测方法与流程

本申请涉及电池，尤其涉及一种电池控制系统及电池控制系统的电路参数检测方法。

背景技术：

1、现有技术中，储能直流组串式电池系统将多台电池并联于负载所在直流母线上，为了使各台电池的功率分别得到控制，会将各电池的输出端串联电力电子变换器后进行并联，电力电子变换器之间需要增加通讯线来分别控制每一组电池的充放电功率。短时间周期的均衡策略，依赖于外部控制器，例如电池管理系统或能量管理系统的计算和控制，这两类控制单元不能做到快速响应，控制速度不能满足电源工作要求，特别是连接高频动态负载时，控制效果较差。中等时间周期的均衡策略，例如电池老化、电池和变换器随温度变化等原因引起内部参数改变等，不能被测量并引入到控制，使不同组串间输出功率和老化情况出现背离，增加电池和变换器内部器件应力，加速已老化电池的衰减。长时间周期的组串独立控制策略也过度依赖于系统控制单元，当组串数量较多时便不能得到有效干预。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电池控制系统及电池控制系统的电路参数检测方法。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种电池控制系统，包括：

3、能量管理系统、n个电池柜、n个电力电子变换器、母线、负载及电源，第i电池柜包括第i电源管理系统及第i电池，第i电力电子变换器包括第i控制器、第一功率器件及第二功率器件；所述第一功率器件与第i电池并联，所述第一功率器件的输入端通过所述第二功率器件和所述母线电连接，所述第一功率器件的输出端还与所述母线电连接；所述母线分别与所述负载和所述电源电连接；所述能量管理系统分别与第i电源管理系统电连接，第i电源管理系统与第i控制器电连接，1≤i≤n；

4、所述能量管理系统，用于获取第i电池的功率输入或功率输出，计算第i电池的功率输入或功率输出给定的长周期指令；

5、第i电源管理系统，用于计算第i电池与所述母线之间功率传输的中周期指令；

6、第i控制器，用于确定第i电力电子变换器的第一功率器件及第二功率器件占空比控制信息，并向第i电力电子变换器的第一功率器件及第二功率器件发送对应的占空比控制信息。

7、第二方面，本申请实施例提供了一种电池控制系统的电路参数检测方法，应用于第一方面提供的电池控制系统，所述电池控制系统还包括n个母线连接开关，第i电路电子转换器通过第i母线连接开关与母线电连接；所述方法包括：

8、控制第i母线连接开关处于断开状态，将第i电力电子转换器切换为电流源模式，并以扫频交流放电形式对第i电池柜放电，以获取第i电池柜的交流阻抗频谱曲线；根据第i电池柜的交流阻抗频谱曲线确定第i电池柜的初始阻抗谱参考值；

9、根据第i电池柜的导体欧姆电阻、极化电阻、极化电容，确定第i电池柜的阻抗传递函数；

10、采用hppc脉冲法结合时间常数曲线拟合法，获取第i电池柜的极化电阻与导体欧姆电阻的第一对应关系，极化电阻与极化电容的第二对应关系；

11、根据所述第一对应关系、第二对应关系及预设的导体欧姆电阻与极化电阻之间的关系，代入第i电池柜的阻抗传递函数，在不同频率点下计算第i电池柜的预估阻抗模值；

12、将第i电池柜的预估阻抗模值与第i电池柜的初始阻抗谱参考值进行拟合迭代处理，得到第i电池柜的等效电路参数。

13、上述本申请提供的电池控制系统及电池控制系统的电路参数检测方法，不需要建立dc/dc变换器之间的通讯网络，可通过ems计算长周期指令、bms计算中周期指令、dc/dc变换器的控制器计算占空比控制信息，实现对各个周期的高效控制，通过dc/dc变换器可对所在组串或与其并联的其他组串的电池柜交流阻抗参数在线测量，通过dc/dc变换器构成电子负载控制回路，对所在组串电池柜进行放电均衡。通过dc/dc变换器使组串功率可独立调节，采用回路阻抗作为控制变量之一，并且该控制针对不同频率特性的负荷具有不同的响应特征，可以优化负载特性。通过阻抗反馈闭环系统，补偿了电池交流参数变化的老化因素，使各组串电池的老化趋于一致，响应速度快。此外，通过电池柜和dc/dc变换器构成的组串作为测试回路，在不需增加其他装置的前提下，实现电压采样值、所述电流采样值、r1+r0和r1×c1的检测。另外，利用组串间并联关系和自身电路，进行含电池及dc/dc变换器完整电源回路的阻抗特性检测。

技术特征：

1.一种电池控制系统，其特征在于，包括：能量管理系统、n个电池柜、n个电力电子变换器、母线、负载及电源，第i电池柜包括第i电源管理系统及第i电池，第i电力电子变换器包括第i控制器、第一功率器件及第二功率器件；所述第一功率器件与第i电池并联，所述第一功率器件的输入端通过所述第二功率器件和所述母线电连接，所述第一功率器件的输出端与所述母线电连接；所述母线分别与所述负载和所述电源电连接；所述能量管理系统分别与第i电源管理系统电连接，第i电源管理系统与第i控制器电连接，1≤i≤n；

2.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，所述第i电力电子变换器还包括第一电容、第二电容及电感；所述第一电容和第i电池并联，第i电池的输出端通过所述电感与第i电力电子变换器的所述第二功率器件的输入端电连接，所述第二电容的第一端与第i电力电子变换器的所述第二功率器件的输出端电连接；所述第二电容的第二端与第i电力电子变换器的所述第一功率器件的输入端电连接；

3.根据权利要求1或2所述的电池控制系统，其特征在于，当负载功率低于预设阈值时，第s电力电子变换器的第二功率器件的输出端与第r电力电子变换器的第二功率器件的输出端电连接，第s电力电子变换器的第二电容的第二端与第r电力电子变换器的第二电容的第二端电连接，第s电池柜、第s电力电子变换器、第r电池柜与第r电力电子变换器之间构成功率传递，使得第s电池柜与第r电池柜进行充放电均衡处理，s、r为1～n中的任一个正数，且s≠r。

4.一种电池控制系统的电路参数检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的电池控制系统，所述电池控制系统还包括n个母线连接开关，第i电路电子转换器通过第i母线连接开关与母线电连接；所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将第i电池柜的预估阻抗模值与第i电池柜的初始阻抗谱参考值进行拟合迭代处理，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第h电力电子变换器的第二功率器件的输出端与第i电力电子变换器的第二功率器件的输出端电连接，第h电力电子变换器的第二电容的第二端与第i电力电子变换器的第二电容的第二端电连接；

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电池控制系统还包括：电压环控制器、电流环控制器、第一节点及第二节点；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

技术总结本申请实施例提供电池控制系统及电池控制系统的电路参数检测方法，属于电池技术领域。该电池控制系统包括：EMS获取第i电池的功率输入或功率输出，计算第i电池的功率输入或功率输出给定的长周期指令；第iBMS计算第i电池与母线之间功率传输的中周期指令；第i控制器确定第i电力电子变换器的第一功率器件及第二功率器件占空比控制信息，并向第i电力电子变换器的第一功率器件及第二功率器件发送对应的占空比控制信息。通过所提供的电池控制系统，不需要建立DC/DC变换器之间的通讯网络，可通过EMS计算长周期指令、BMS计算中周期指令、DC/DC变换器的控制器计算占空比控制信息，实现对各个周期的高效控制。技术研发人员：马克明,张新池,李国伟受保护的技术使用者：福建时代星云科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25