[发明专利]一种梯次利用电池SOC均衡控制方法

说明书

本申请提供一种梯次利用电池SOC均衡控制方法，包括：根据电池模块中的SOC参数计算各相电池平均SOC与总平均SOC的差值；对该差值进行Clarke变换并计算Clarke变换后的SOC差值的平方根及反正切值；根据平方根及反正切值确定注入零序电压；在系统传统并网控制产生的三相对称电压的基础上，分别注入相同的零序电压。本申请根据三相之间SOC不均衡情况计算合理的零序电压，在系统控制产生的三相对称电压的基础上，分别注入相同的零序电压，产生三相电池模块各自的总电压调制波，调节各相充放电功率，在保证电网侧三相功率平衡的基础上，实现相间SOC均衡。

技术领域

本申请涉及电网技术领域，尤其涉及一种梯次利用电池SOC均衡控制方法。

背景技术

伴随着电动汽车的大规模商业推广，将出现大量退运动力电池，若将退运电池直接淘汰势必造成资源的严重浪费。通过对退运动力电池进行梯次利用，降低动力电池全寿命周期成本，提升电池的利用价值，对推动电动汽车行业的健康发展具有重要意义。

退运电池最经济的利用方式是应用于储能系统，在传统电池储能系统中，大量电池单体通过不同形式的串并联组成储能电池组，在实际应用中对电池一致性要求较高，而梯次利用电池容量不一致性高，重新成组成本高，大量串并联应用以及短板效应使储能系统的整体容量利用率降低，同时影响电池的使用寿命。

柔性成组技术是解决梯次利用电池不一致性的有效方法，通过改变传统大量单体电池直接串并联的成组方式，采用低压电池组及功率变换模块级联的方式构成柔性成组储能系统，使每个电池模块根据状态参数进行独立充放电电流控制，可以降低对电池容量一致性的要求及重新成组的成本，在满足储能系统要求的同时最大限度地提高电池容量利用率及使用寿命，实现退运动力电池的高效利用。

退运电池存在容量和SOC(State of Charge)不一致的特点，需要对其进行SOC均衡控制。传统储能系统电池均衡策略的相关研究较多，常用均衡方式主要分为能耗型均衡和非能耗型均衡，能耗型均衡主要通过并联电阻均衡，损耗大，均衡速度慢；非能耗型均衡根据能量交换方式的不同，有电感型、电容型、变压器型等多种形式的拓扑，通常均衡电流较小，不适用于梯次利用电池容量差异较大的情况。大容量储能系统的典型拓扑结构主要有H桥级联型和模块化多电平等形式。H桥级联型多电平逆变器具有谐波特性好、开关频率低等优点。有些方法通过引入零序电流实现相间均衡和通过加入参考电压偏移量实现相内均衡的方法，但没有考虑电池容量不一致的情况。也有方法基于特征谐波消除的差异化充放电控制策略实现电池SOC自均衡，根据SOC差异控制相应H桥的触发角实现差异化充放电，但控制方法相对复杂。

因此，有必要提出一种梯次利用电池SOC均衡控制策略，有效实现在容量不一致情况下的SOC均衡控制。

发明内容

本申请提供了一种梯次利用电池SOC均衡控制方法，有效实现在容量不一致情况下的SOC均衡控制。

有鉴于此，本申请提供一种梯次利用电池SOC均衡控制方法，包括：

根据电池模块中的SOC参数计算各相电池平均SOC与总平均SOC的差值；

对该差值进行Clarke变换并计算Clarke变换后的SOC差值的平方根及反正切值；

根据平方根及反正切值确定注入零序电压；

在系统传统并网控制产生的三相对称电压的基础上，分别注入相同的零序电压。

优选地，所述根据电池模块中的SOC参数计算各相电池平均SOC具体为通过各相电池平均SOC计算公式计算各相电池平均SOC；

所述各相电池平均SOC计算公式为：