[发明专利]一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡方法

权利要求书

1.一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取多个蓄电池的输出电流，基于安时积分法获得每个蓄电池的荷电状态；

利用蓄电池本地荷电状态与其直接相邻蓄电池荷电状态之间的通信，采用改进的一致性算法计算获得所有蓄电池的平均值；

结合下垂控制，将所有蓄电池的平均值通过荷电状态均流算法生成下垂系数；

将下垂系数与DC/DC变换器输出端的电流求积得到传送到双闭环控制层；

将采集到的负载两侧的母线电压与理想电压值求差，得到用于增加电压跌落补偿来维持母线电压稳定的差值I，将得到的差值I传送到双闭环控制层；

利用得到下垂系数和DC/DC变换器输出端的电压和电流，通过功率补偿算法，得到用来消除线路阻抗带来的均流误差的功率补偿值，传送到双闭环控制层；

将母线输出电压的理想电压和差值I、功率补偿值求和，所求和再与下垂跌落单元与母线电压作差，得到差值II；

所述差值II经过电压电流控制，得到控制信号I；

所述控制信号I经过脉宽调制技术调解，实现稳定输出电压和达到多个蓄电池的荷电状态均衡生成控制信号II。

2.根据权利要求1所述一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡方法，其特征在于：所述下垂系数R_droopi采用的公式为：

其中：R_droopi表示下垂系数；K_d0、θ和p为平衡调节因子，SoC_i是BESUs间SoC值，SoC_av是BESUs间SoC的平均值。

3.根据权利要求1所述一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡方法，其特征在于：所述用于消除线路阻抗带来的均流误差，具体方法如下所示：

其中：为线路阻抗补偿，理想单位输出电压，V_i^*是第i台单位输出电压，k_p和k_i是PI控制器I的PI值。

4.根据权利要求1所述一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡方法，其特征在于：所述电压跌落补偿的形式为：

其中：V_dci是变换器理想输出电压，V_dci是变换器实际输出电压，ΔV_i为期望值和输出电压的偏差，K'_p和K'_i是PI控制器II的PI值。

5.一种基于自适应调节因子的蓄电池荷电状态的均衡控制单元，其特征在于：包括：

荷电状态获取模块：用于获取多个蓄电池的输出电流，基于安时积分法获得每个蓄电池的荷电状态；

平均值获取模块：用于利用蓄电池本地荷电状态与其直接相邻蓄电池荷电状态之间的通信，采用改进的一致性算法计算获得所有蓄电池的平均值；

下垂系数生成模块：结合下垂控制，将所有蓄电池的平均值通过荷电状态均流算法生成下垂系数；

下垂跌落单元模块：用于将下垂系数与DC/DC变换器输出端的电流求积，得到的积值传送到双闭环控制层；

电压补偿单元模块：用于将采集到的负载两侧的母线电压与理想电压值求差，得到用于增加电压跌落补偿来维持母线电压稳定的差值I，将得到的差值I传送到双闭环控制层；

功率补偿单元模块：利用得到下垂系数和DC/DC变换器输出端的电压和电流，通过功率补偿算法，得到用来消除线路阻抗带来的均流误差的功率补偿值，传送到双闭环控制层；

差值计算模块，用于将母线输出电压的理想电压和差值I、功率补偿值求和，求和后和值再与积值及母线电压作差，得到差值II，

双控模块，用于将所述差值II经过电压和电流控制，得到控制信号I；

脉宽调制技术调解模块，用于将所述控制信号I经过脉宽调制技术(PWM)调解，实现稳定输出电压和达到多个蓄电池的荷电状态均衡生成控制信号II。

6.一种基于自适应调节因子的电力推进船舶蓄电池SoC均衡装置，其特征在于：包括：

调制电压、稳定母线电压的双向DC/DC变换器单元，所述双向DC/DC变换器单元与直流母线相连接；

提供负载和蓄电池所需要的功率的光伏单元；所述光伏单元提供负载和蓄电池所需要的功率，通过DC/DC变换器单元连接到直流母线；

当光伏功率不足以维持负载功率消耗时，为负载提供功率，并且起到稳定母线电压的作用的蓄电池单元；所述蓄电池单元通过DC/DC变换器单元连接到直流母线；

控制DC/DC变换器单元的关断，达到控制母线电压的目的的均衡控制单元所述均衡控制单元与DC/DC变换器单元及直流母线相连接；

放大均衡控制单元信号，控制IGBT关断的驱动单元，所述驱动单元与所述DC/DC变换器、均衡控制单元相连接。