[发明专利]电池系统

说明书

本发明涉及一种电池系统。该电池系统包括：多个电池电芯单元；一个或多个开关组件，其操作性地配置为选择性地将多个电池电芯单元中的任何一个电芯单元与来自多个电池电芯单元的任何其他电池电芯单元以串联的方式电连接，并且断开连接与来自多个电池电芯单元的任何其他电池电芯单元连接的任何一个电池电芯单元，其中开关组件配置为基于一组控制参数选择性地连接和断开连接电池电芯单元。电池系统还包括两个或多于两个控制器，用于确定控制参数组并且控制开关组件，以便提供具有可控电压分布的系统输出。两个或多于两个控制器配置为同步操作。

相关申请

本申请要求2017年2月8日提交的澳大利亚临时专利申请2017900386的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的发明总体涉及电池系统。

背景技术

储能系统通常包括多个储能电芯单元的布置，这些储能系统应用于诸如全电动车辆、混合动力电动车辆、以及在电网连接应用或离网应用中的固定式储能器。

在包括多个储能单元的储能系统中，电芯单元之间的差异可以影响整个储能系统的性能。特别地，在包括重复使用的电池电芯单元的电池系统中，电芯单元之间的这种差异可能是显著的。而且，单个坏电芯单元可能非期望地影响整个系统的性能和可靠性。

传统的电池管理系统通常使用开关电阻器来耗散来自较高被充电的电芯单元的剩余能量，或使用开关电容器或开关电感器来将能量从较高被充电的电芯单元传递到较低被充电的电芯单元。这些系统的主要作用是均衡在充电放电循环中的特定点处，例如在充电结束时，串联连接的电芯单元的充电状态差异。使循环中的一个特定点处的充电状态均衡确保串联布置中的最低容量电芯单元能够在整个循环中完全充电和放电。然而，它不允许更高容量的电芯单元在整个循环中完全充电和放电。

为了克服由包括串联连接的多个电芯单元的储能系统中的最低容量电芯单元所构成的限制，需要更先进的方法。本发明的目的是提供一种电池系统，其克服或改进上述一个或多个缺点或问题，或者至少为消费者提供可用的选择。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电池系统，其包括：

串联连接的多个电池电芯单元，

一个或多个开关组件，和

两个或多于两个控制器，其用于确定一个或多个控制参数，并基于所述控制参数控制所述开关组件以选择性地将与来自所述多个电池电芯单元中的任何其他电池电芯单元连接的任何一个电池电芯单元断开连接，并且

将来自所述多个电池电芯单元的任何一个电池电芯单元与任何其他电池电芯单元以串联的方式电连接，以便提供具有可控电压分布的系统输出，所述两个或多于两个控制器被配置用于同步操作。

在一个实施方式中，提供一种电池系统，其中，所述控制器控制开关组件选择性地允许：

在第一状态下操作，在第一状态下，第一电池电芯单元和第二电池电芯单元以串联的方式电连接且第三电池电芯单元被断开连接，

在第二状态下操作，在第二状态下，第一电池电芯单元和第三电池电芯单元以串联的方式电连接且第二电池电芯单元被断开连接，且

在第三状态下操作，在第三状态下，第二电池电芯单元和第三电池电芯单元以串联的方式电连接且第一电池电芯单元被断开连接。

控制器中的至少一个可以被配置为生成用于两个或多于两个控制器的时间同步的同步信号。

电池系统可以进一步包括专用同步线路，用于在两个或多于两个控制器之间通信时间同步信号。

输出电压分布可以是DC或整流后的DC输出。替换性地，输出电压分布可以是AC输出。