[发明专利]基于退役动力电芯模组再利用的储能电站及充、放电方法

说明书

基于退役动力电芯模组再利用的储能电站及充、放电方法，包括并联的多个电芯模组(串)，逆变器PCS，以及控制管理系统，将单个电芯模组串联接触器KM后直接成为储能电站的一个并联支路；或者将多个电芯模组串联为电芯模组串，再串联接触器KM后成为储能电站的一个并联支路；每个电芯模组(串)的电池管理系统BMS通过信号线路连接电芯模组控制系统BCS，电芯模组控制系统BCS通过控制线路连接接触器KM。本装置及方法通过灵活调整电芯模组的工作状态，使工作状态中的多个电芯模组(串)的SOC一致性始终保持良好，并且可以节省退役动力电芯模组电芯分拣和检测成本，大大提高了储能电站的经济效益。

技术领域

本发明涉及储能电站领域，尤其涉及一种基于退役动力电芯模组再利用的储能电站及充、放电方法。

背景技术

梯级利用的退役动力电芯模组的储能电站是与退役车辆电芯模组相结合的储能装置。由于已退役的动力电芯模组已经在车辆上使用了一段时间，它已经不能再满足车辆使用的要求。但部分退役电芯模组SOH(电池健康度，是指在某一条件下电池可放出容量与新电池额定容量的比值)依然较高，能够符合储能应用的要求，因此可以筛选出来作为储能电站的储放电模块梯级利用。

但是，由于使用程度和工况的不同，退役的动力电芯模组在所有单个电芯模组的性能上都是离散的，即使是相同型号的电芯模组，在实际性能参数也存在较大偏差。

储能电站中，各电芯模组的偏差导致整个储放电模块的充电存在以下问题：充电时，一部分电芯模组已充满，而另一部分却还没有充满，导致整个储放电模块在充电时没有完全充满；放电时，根据“木桶效应”，未充满电的单个电芯模组容易先放电，导致部分电芯模组没有完全放电。从而导致整个储放电模块的部分电芯模组充不了多少电量，同时又不能放出足够电量，储能电站充放电效率很低。

针对电芯模组性能分散问题，目前的主流方法是利用电芯模组均衡模块对单个电芯模组进行均衡，但这种方法有一定的局限性，均衡电流较小，均衡操作一般在充电端和放电端进行。并且当各电芯模组之间偏差较大时，该均衡方法的效率很差。同时，需要配备专用的均衡装置，且成本较高。

另一种方法是拆卸退役的动力电芯模组中的电芯，然后重新组装。该方法是一种有效的方法，但成本较高，拆除中容易将电芯损坏，难以促进以废旧电芯模组梯级利用为基础的储能电站产业的发展。

鉴于此，有必要提出一种基于电芯模组级联再利用的新型储能电站及高效的充放电管理办法来克服上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于退役动力电芯模组再利用的储能电站及充、放电方法，能够进一步提高基于退役动力电芯模组再利用的储能电站的充放电效率，并且结构简单，成本低廉，经济性能良好。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于退役动力电芯模组再利用的储能电站，其特征在于：

所述储能电站包括并联的多个电芯模组(串)，逆变器PCS，以及控制管理系统，其中：

当单个电芯模组端电压在设定范围值内时，该单个电芯模组串联接触器KM后直接成为储能电站的一个并联支路；

当单个电芯模组端电压小于设定范围值下限时，将多个电芯模组串联为电芯模组串，使串联后的电芯模组串总端电压在设定范围值内，再串联接触器KM后成为储能电站的一个并联支路；

所述设定范围值为设定基础值±最大压差允许值，设定范围值≤逆变器PCS允许接入的最高直流电压值；最大压差允许值＝(逆变器PCS功率/接触器KM载流)*接触器KM过载系数；

储能电站的总电容量﹥总需电容量；

所述控制管理系统包括位于底层的电池管理系统BMS，以及位于中间层的电芯模组控制系统BCS；