[发明专利]一种模块化电池储能系统充放电管理系统及管理方法

说明书

本发明公开了一种模块化电池储能系统充放电管理系统，包括能量管理模块、储能变流器、多个电池模块、多个充电器和选通模块，每个电池模块和每个充电器分别与直流母线和选通模块连接，每个电池模块内设置有控制电池模块与直流母线导通或断开的控制开关；储能变流器与交流母线和直流母线相连；选通模块用于根据控制信号选择性地将电池模块与充电器连接；能量管理模块用于根据预定的充放电管理规则控制所述电池模块、所述充电器和所述选通模块的通断方式进行模块化电池储能系统的统一充放电。本发明通过对众多的电池模块进行统一充放电管理，可以将电池模块集中起来用于用户侧储能，提升供电可靠性；也可利用储能实现峰谷电价差套利，降低用电费用。

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，特别涉及一种模块化电池储能系统充放电管理方法。

背景技术

随着锂离子电池技术的快速发展及国家“碳达峰碳中和”政策的实施，锂离子电池在储能领域的应用越来越广。目前，锂离子电池在储能领域的应用模式有两种，其一是一体式电池储能系统(如储能方舱、储能机柜等)，用于固定式原位电能存储与释放；其二是模块化电池储能系统(如充电宝)，通过充电器充电，然后移动使用，其充电过程和放电过程在物理位置上存在变化。针对野战部队、武警、消防、应急救灾等特殊应用需求，其大量使用模块化储能系统用于外出任务时使用，但在无任务时期，这些模块化储能系统在使用和维护方面存在如下问题：1.模块化储能电池统一存放时，无法作为一个大容量的储能系统用于办公、生活区域，无法发挥储能系统提升供电可靠性及峰谷电价套利以降低用电费用等功能；2.模块化储能电池需定期进行充电维护，若每个电池模块配置一个充电器则充电器数量庞大而造成采购费用高，若多个电池模块共用一个充电器则增加人员工作量；3.紧急任务来临时，电池模块可能全部都处于非满电状态，对外出任务用电保障造成不利影响。因此，通过对众多的电池模块进行统一充放电管理，使其既具备一体式储能系统作为用户侧储能的功效，也具备电池模块在移动灵活使用方面的功效，将极大提升电池模块的使用效能和应用领域。

当前，对于模块化储能系统均只能集中充电，充电结束后取出后单独使用，其充电管理方式有三种：第一种是每个电池模块自身具有内置的充电管理模块，集中充电时电池架提供稳定5V、24V等直流电源，如共享式充电宝；第二种模式是每个电池模块外接一个充电器，电池架仅提供交流电源并作为电池模块存放场所；第三种是电池架上仅有少量充电器，分批次接入电池模块进行充电。

对于第一种方式，由于便携式电池模块对于体积重量要求非常苛刻，将充电管理模块集成至电池模块，增加了电池模块的体积重量，尤其是需要快充时充电管理模块体积重量问题将更加突出。对于第二种方式，由于充电器数量多，设备采购成本高。此外，锂离子电池一般不能长期处于浮充状态，而锂离子电池在长期存放时存在自放电现象，因此需要定期进行充电维护。对于第三种方式，由于电池模块只能分批充电，尤其是锂离子电池需要定期进行充电维护，电池模块数量较多时需要专人负责进行充电管理。上述三种方式，电池模块仅仅在有需要外带时才使用，电池使用频次很低，无法充分发挥电池模块的效能，存在资源浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够对模块化电池储能系统统一充放电管理的管理系统及管理方法。

为实现上述目的，本发明的模块化电池储能系统充放电管理系统，包括能量管理模块、储能变流器、多个电池模块、多个充电器和选通模块，每个电池模块和每个充电器分别与直流母线和所述选通模块连接，每个电池模块内设置有控制所述电池模块与所述直流母线导通或断开的控制开关；

所述储能变流器与交流母线和直流母线相连，用于所述交流母线和所述直流母线之间的双向电力变换以及储能；

所述选通模块，用于根据控制信号选择性地将所述电池模块与所述充电器连接；

所述能量管理模块分别与所述多个电池模块、所述多个充电器、所述选通模块和所述储能变流器通讯连接，用于根据预定的充放电管理规则控制所述电池模块、所述充电器和所述选通模块的通断方式进行模块化电池储能系统的统一充放电。