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储能电池电力输出均衡放电控制系统

成果类型:: 软件著作权

发布时间: 2023-06-30 15:03:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”黑龙江产业振兴区域科技服务团| 张书悦 | 2023-07-03 09:37:45

针对单体电池之间的差异使电池组在循环工作过程中出现充放电速率不一致,工作效率不高,能量利用率低及缩短使用寿命等问题,设计了储能电池电力输出均衡放电控制系统。利用外部储能元件,配合多绕组变压器,以电池电压和荷电状态作为判断条件,进行单体电池能量均衡控制。该均衡电路及对应控制策略能够有效弱化电池组在工作过程中出现的木桶效应,提高电池组能量利用率,增加续航能力,延长电池组使用寿命。

核心技术: 系统建立双向BUCK-BOOST电路的双层均衡拓扑结构,组内采用集中式主动均衡电路,组间采用分布式主动均衡电路,具有很大的通用性。 采用嵌入式MCU配合CAN物理总线,根据硬件系统结构,完成了充电主电路,信息采集电路,防反接电路的设计,并实现对控制模块、充电模块、均衡控制模块以及电池反接保护模块的搭建。 根据系统的要求进行软件程序的设计,以Atmega128单片机为控制中心,开发主程序,充电选择程序,保护子程序,以及充电截止程序的设计。 创新点: 系统通过引入 Flybuck变换器和主从分布式控制,降低在大规模电池应用场景中对电池单体精确管理的数据采集与处理难度。根据纳什均衡求解得最优策略,即最佳充放电时间或电流大小,实现了电池均衡电流的自适应调整,对电池损伤小,实现了电池的快速、高效均衡。

针对单体电池之间的差异使电池组在循环工作过程中出现充放电速率不一致,工作效率不高,能量利用率低及缩短使用寿命等问题,设计了储能电池电力输出均衡放电控制系统。利用外部储能元件,配合多绕组变压器,以电池电压和荷电状态作为判断条件,进行单体电池能量均衡控制。该均衡电路及对应控制策略能够有效弱化电池组在工作过程中出现的木桶效应,提高电池组能量利用率,增加续航能力,延长电池组使用寿命。

哈尔滨埃尔斯科技有限公司成立于2019年,是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,公司以储能业务为核心进行能源系统集成及智慧能源平台的开发,产品及服务已应用于光伏电站、家庭户用储能、移动应急储能、微电网等多种领域,具有广阔的市场前景和应用价值。 公司现有员工5人,均为在职人员,其中研发人员2人,均为本科以上学历,占总员工的40%,是一支技术资深雄厚的研发团队。 公司响应国家最新储能发展战略,立足于服务国民经济主战场。以推动新能源行业升级、支撑国家能源战略为整体目标,致力于新型电池体系的研发、生产与技术输出,以促进全国能源经济的发展,力求为广大客户提供优质、安全、性价比高的新能源产品与技术服务。

1.系统具有很大的通用性,不仅可以应用在储能电池的不一致性均衡方面,亦可以应用于大容量储能电池的最优功率分配方面。

2.本项目优化的系统配置和控制策略提高了系统的可靠性和控制精度。提高了电池能量利用率,解决了储能电池剩余电量不一致性问题,延长了储能电池的使用寿命。具备广泛应用场景,是一项具有投资回报的研发。

3.现已投入市场,该项目的技术成果在新能源接入消纳、共享储能、工商业削峰填谷等场景得到越来越广泛的应用,已形成一定规模的商业模式。

实施方式:

项目执行--采取独立研发方式,成立以市场为导向,以完善新型储能技术功能为目的的工作小组,建立健全新型储能技术标准、管理、监测、评估体系,围绕新技术的研究开发,以实现创意、概念、需求的产品化。

项目协调--选取项目经理,解决组织接口和技术接口问题,定期主持整个项目专题协调会,及时解决项目中出现的相关问题。

项目检查--由项目助理负责研发进展状态更新,确保项目按计划计划进度实施。