[发明专利]采用能量均衡的混合储能功率分配系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种采用能量均衡的混合储能功率分配系统及其工作方法，包括；E1双向变换器输入侧正极连接电池B1的正极，E1双向变换器输入侧负极连接电池Bn的负极，E1双向变换器输出侧正极连接E2双向变换器输出侧正极，E1双向变换器输出侧负极连接E2双向变换器输出侧负极，负载一端分别连接E1双向变换器和E2双向变换器输出侧正极，负载另一端连接E1双向变换器和E2双向变换器输出侧负极，E2双向变换器输入侧正极连接超级电容SC正极，E2双向变换器输入侧负极连接超级电容SC负极。通过在功率分配电路中加入能量均衡器，实现了功率分配电路效果受超级电容容量限制的技术效果。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种采用能量均衡的混合储能功率分配系统及其工作方法。

背景技术

随着电力电子技术的不断进步，以及人们对节能、环保、经济性的追求，太阳能、风能、燃料电池等新能源技术在航天器、飞行器、船舶、电动车等的应用中起到了积极的推动作用，电化学储能技术在电力的发、输、配、用各个环节均有其应用场合。它可用于电网的消峰填谷、平滑功率输出、解决可再生能源“随机性”和“间歇性”问题，提高电网运行稳定性，满足不同工况下持续提供稳定的电能需求。

混合储能系统由具有不同特性的储能元件相结合。目前通用的储能介质可以分为两种：能量型、功率型。能量型储能介质的能量密度大、功率密度小、响应速度慢、生命周期短，如铅酸电池、锂电池等。而功率型储能介质的能量密度小、功率密度大、响应速度快、生命周期长，如超级电容器等。无论哪种单一储能介质都无法同时满足所有的性能要求，因此，可将能量型储能介质和功率型储能介质相结合，形成混合储能系统，以其互补的特性来提供更加稳定、快速的能量供应，同时更具有经济效益。另外，高频波动电流易对电池自身造成伤害，使其使用寿命降低或容量减小，而超级电容的耐久度则比电池高得多，因此，需使用功率分配技术，在不同负载功率需求的情况下，电池负责提供稳态/吸收稳态功率，而超级电容负责提供/吸收高频波动功率，以延长电池的使用寿命。

由于锂离子电池具有单节电压低的特点，通常以多节电池构成电池组来使用，但由于制造工艺的差异，或是由于其他因素造成部分电池损坏时，在实际使用时各单节电池的容量存在差异，这种不一致性容易引起电池过充/过放的现象，严重影响电池的使用寿命，进而影响到整个电池系统的效率，因此，需在混合储能系统中加入能量均衡技术，使得所有电池保持在同样的荷电状态(SOC)，以延长电池使用寿命，同时提高电池组的容量。另外，超级电容器因自身容量限制，可能会存在过度吸收/释放高频波动功率时出现的过压/欠压问题。能量均衡电路则能够及时调整超级电容的SOC，使其始终维持在一个合适的范围内，以保证系统正常运行。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种采用能量均衡的混合储能功率分配系统及其工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种采用能量均衡的混合储能功率分配系统，其关键在于，包括电池B1至电池Bn、超级电容SC、E1双向变换器、E2双向变换器、功率分配总线BUS1、F1双向变换器至Fn双向变换器、Fsc双向变换器、能量均衡总线BUS2。