專利名稱:一種用于v2g電池管理的系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)和設(shè)備。該系統(tǒng)包括：可控PWM整流器，分別與電網(wǎng)、控制器和雙向DC/DC變換器建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的交流電，還用于交流電和直流電之間的互相轉(zhuǎn)換；雙向DC/DC變換器，分別與控制器和均衡電路建立通信關(guān)系，用于改變電流的方向；檢測(cè)器，分別與控制器和電池組建立通信關(guān)系，用于將檢測(cè)電池組而得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；控制器，分別與電網(wǎng)和均衡電路建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的控制命令，還用于將處理檢測(cè)數(shù)據(jù)而生成的均衡策略發(fā)送至均衡電路；均衡電路，用于執(zhí)行均衡策略。本實(shí)用新型解決了電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于V2G技術(shù)下功能是不足的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池管理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，隨著電動(dòng)車的大規(guī)模推廣，電動(dòng)汽車的保有量在逐步增加。電動(dòng)汽車采用電池作為儲(chǔ)能設(shè)備，可以為成為未來(lái)智能電網(wǎng)的分布式儲(chǔ)能單元。電動(dòng)汽車在實(shí)際當(dāng)中，大量時(shí)間處于停駛狀態(tài)，車主可以在電網(wǎng)非高峰負(fù)荷時(shí)段由電網(wǎng)為電動(dòng)汽車車載電池充電，而在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段由電動(dòng)汽車車載電池向電網(wǎng)提供電能，以獲得差價(jià)。在車主和系統(tǒng)調(diào)度員之間，這種通過(guò)實(shí)時(shí)電價(jià)和智能電表來(lái)實(shí)現(xiàn)智能充放電管理的技術(shù)就是V2G(Vehicleto Grid，車輛到電網(wǎng))技術(shù)。
[0003]V2G技術(shù)能夠有效的調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差，起到削峰填谷的作用。隨著近年來(lái)風(fēng)電、太陽(yáng)能等帶有隨機(jī)性的新能源的發(fā)展，電網(wǎng)需要一個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)平抑隨機(jī)性帶來(lái)的峰谷差，這正是電動(dòng)汽車V2G技術(shù)應(yīng)用的機(jī)會(huì)。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能效能相當(dāng)于增加了系統(tǒng)的有效備用容量，將有效地平抑可再生能源發(fā)電輸出功率的波動(dòng)，促進(jìn)電網(wǎng)接納波動(dòng)的可再生能源發(fā)電功率，為增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力提供新的途徑。V2G技術(shù)的涌現(xiàn)對(duì)于電池管理系統(tǒng)提出了新的要求。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，電池管理系統(tǒng)只是針對(duì)電池的充電過(guò)程而進(jìn)行均衡充電管理，如此，由于V2G技術(shù)中要求調(diào)度的可控性，對(duì)于當(dāng)前的電池管理系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的接口與通訊功能，所以對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于V2G技術(shù)下功能是不足的。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于V2G技術(shù)下功能是不足的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)和設(shè)備，以解決電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于V2G技術(shù)下功能不足的問(wèn)題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的用于V2G電池管理的系統(tǒng)包括:可控PWM整流器，分別與電網(wǎng)、控制器和雙向DC/DC變換器建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的交流電，還用于交流電和直流電之間的互相轉(zhuǎn)換；雙向DC/DC變換器，分別與控制器和均衡電路建立通信關(guān)系，用于改變電流的方向；檢測(cè)器，分別與控制器和電池組建立通信關(guān)系，用于將檢測(cè)電池組而得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；控制器，分別與電網(wǎng)和均衡電路建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的控制命令，還用于將處理檢測(cè)數(shù)據(jù)而生成的均衡策略發(fā)送至均衡電路；均衡電路，用于執(zhí)行均衡策略。
[0008]本申請(qǐng)還可以提供一種用于V2G電池管理的設(shè)備，該設(shè)備可以包含上述用于V2G電池管理的系統(tǒng)的方案。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，通過(guò)用于V2G電池管理的系統(tǒng)，解決了電池管理系統(tǒng)應(yīng)用于V2G技術(shù)下功能不足的問(wèn)題，達(dá)到了 V2G技術(shù)下充放電設(shè)備智能充放電的效果。

【附圖說(shuō)明】

[0010]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0011]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于V2G電池管理的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的包括用于V2G電池管理的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0014]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0017]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于V2G電池管理的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。出于描述的目的，所繪的體系結(jié)構(gòu)僅為合適環(huán)境的一個(gè)示例，并非對(duì)本申請(qǐng)的使用范圍或功能提出任何局限。也不應(yīng)該將該用于V2G電池管理的系統(tǒng)為對(duì)圖1所示的任一組件或組合具有任何依賴或需求。
[0018]如圖1所示，該用于V2G電池管理的系統(tǒng)可以包括:可控PWM整流器11、雙向DC/DC變換器12、檢測(cè)器13、控制器14和均衡電路15。
[0019]其中，可控PWM整流器11，分別與電網(wǎng)、控制器14和雙向DC/DC變換器12建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的交流電，還用于交流電和直流電之間的互相轉(zhuǎn)換；雙向DC/DC變換器12，分別與控制器14和均衡電路15建立通信關(guān)系，用于改變電流的方向；檢測(cè)器13，分別與控制器14和電池組建立通信關(guān)系，用于將檢測(cè)電池組而得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器14 ;控制器14，分別與電網(wǎng)和均衡電路15建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自電網(wǎng)的控制命令，還用于將處理檢測(cè)數(shù)據(jù)而生成的均衡策略發(fā)送至均衡電路15 ;均衡電路15，用于執(zhí)行均衡策略。
[0020]本申請(qǐng)上述實(shí)施例1的系統(tǒng)，提供了一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)電網(wǎng)提供交流電和發(fā)送控制命令，控制器14根據(jù)檢測(cè)器13的檢測(cè)數(shù)據(jù)和控制命令控制可控PWM整流器11和雙向DC/DC變換器12對(duì)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換和改變方向，控制器14處理檢測(cè)數(shù)據(jù)得到均衡策略通過(guò)均衡電路15執(zhí)行均衡策略；與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到了 V2G技術(shù)下對(duì)電池進(jìn)行充放電管理的目的。
[0021]例如，正常工作狀態(tài)下，電網(wǎng)提供交流電能量通過(guò)可控PWM整流器11整流成直流電，通過(guò)的雙向DC/DC變換器12給電池組進(jìn)行充電?？刂破?4啟動(dòng)，根據(jù)檢測(cè)器13測(cè)量得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前狀態(tài)和均衡電路15的均衡策略，并將均衡策略傳遞給均衡電路15ο
[0022]具體地，控制命令包括以下其中之一:充電命令或者放電命令。例如，控制器14接收到來(lái)自電網(wǎng)的控制命令可以為充電命令或者放電命令。
[0023]可選地，可控PWM整流器11還包括:第一轉(zhuǎn)換電路，用于在控制命令為充電命令的情況下，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；第二轉(zhuǎn)換電路，用于在控制命令為放電命令的情況下，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。
[0024]可選地，雙向DC/DC變換器12還包括:第一控制電路，用于在控制命令為充電命令的情況下，雙向DC/DC變換器12使得電流流向至均衡電路15 ;第二控制電路，用于在控制命令為放電命令的情況下，雙向DC/DC變換器12使得電流流向至可控PWM整流器11。
[0025]具體地，檢測(cè)數(shù)據(jù)包括:電壓參數(shù)、電流參數(shù)和溫度參數(shù)。檢測(cè)器13包括電池電壓檢測(cè)單元、電池電流檢測(cè)單元、電池溫度檢測(cè)單元、電池狀態(tài)檢測(cè)單元等。檢測(cè)器13將電池組的多種參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并傳輸給控制器14。
[0026]具體地，當(dāng)前狀態(tài)包括:工作模式、荷電狀態(tài)和老化參數(shù)；其中，工作模式包括以下其中之一:電量充滿、或電量放完、或正在充電或正在放電。
[0027]具體地，均衡策略包括以下其中之一:均衡充電策略或者均衡放電策略。均衡電路15可以采用并聯(lián)電容、并聯(lián)電阻等結(jié)構(gòu)的均衡電路實(shí)現(xiàn)。均衡電路15的主要功能為在充電、放電階段對(duì)每個(gè)電池的電壓進(jìn)行平衡，使電池的工作狀態(tài)盡量相似。
[0028]優(yōu)選地，控制器14還包括:過(guò)充報(bào)警電路，用于根據(jù)荷電狀態(tài)確定是否發(fā)出過(guò)充報(bào)警信號(hào)；過(guò)放報(bào)警電路，用于根據(jù)荷電狀態(tài)確定是否發(fā)出過(guò)放報(bào)警信號(hào)；過(guò)流報(bào)警電路，用于根據(jù)電流參數(shù)確定是否發(fā)出過(guò)流報(bào)警信號(hào)；過(guò)溫報(bào)警電路，用于根據(jù)溫度參數(shù)確定是否發(fā)出過(guò)溫報(bào)警信號(hào)；老化異常報(bào)警電路，用于根據(jù)老化參數(shù)確定是否發(fā)出老化異常報(bào)警信號(hào)；系統(tǒng)狀態(tài)反饋電路，用于根據(jù)工作模式確定是否發(fā)出系統(tǒng)狀態(tài)反饋信號(hào)。如此，能夠在V2G技術(shù)要求下對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，防止異常情況引起的電池組失效，滿足V2G技術(shù)對(duì)調(diào)度通訊功能的要求。
[0029]具體地，控制器14接收檢測(cè)器13傳遞的檢測(cè)數(shù)據(jù)，例如電壓參數(shù)、電流參數(shù)和溫度參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的仿真控制程序計(jì)算電池當(dāng)前情況、荷電狀態(tài)以及老化情況等參數(shù)，對(duì)充放電均衡策略進(jìn)行控制?？刂破鬟€包括異常狀態(tài)的報(bào)警。報(bào)警功能包括但不限于過(guò)充報(bào)警、過(guò)放報(bào)警、過(guò)溫報(bào)警、過(guò)流報(bào)警、老化異常報(bào)警等。控制器14與V2G調(diào)度接口采用Modbus格式?？刂破?4與用戶的交互通信采用以太網(wǎng)通信，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。檢測(cè)器13采用統(tǒng)一接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，包括電池電壓檢測(cè)、電池電流檢測(cè)、電池溫度檢測(cè)、電池狀態(tài)檢測(cè)等。
[0030]例如，在電網(wǎng)進(jìn)行V2G調(diào)度時(shí)，控制器通過(guò)Modbus接口接收電網(wǎng)V2G控制命令，控制器14進(jìn)入V2G工作模式。當(dāng)控制命令為充電命令時(shí)，控制器對(duì)電池進(jìn)行充電管理。此時(shí)的工作狀態(tài)與正常工作狀態(tài)相同。當(dāng)控制命令為放電命令時(shí)，電池組對(duì)電池進(jìn)行放電管理。此時(shí)，所述的雙向DC/DC變換器12進(jìn)入反向工作模式，將電池電壓提高，并通過(guò)所述的可控PWM整流器11進(jìn)行有源逆變并網(wǎng)，將能量送回電網(wǎng)。在此工作狀態(tài)下，電池的均衡電路15采用均衡放電策略，在放電同時(shí)保持電池的均壓均流狀態(tài)。當(dāng)電池出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，控制器14通過(guò)各個(gè)報(bào)警單元對(duì)用戶以及V2G調(diào)度進(jìn)行報(bào)警，提醒用戶對(duì)異常狀態(tài)的主意以及對(duì)V2G命令實(shí)現(xiàn)閉鎖。本實(shí)用新型提出的一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在V2G技術(shù)應(yīng)用情況下的電池組管理。實(shí)現(xiàn)了 V2G技術(shù)對(duì)電池管理系統(tǒng)的技術(shù)要求，對(duì)V2G技術(shù)的推廣與應(yīng)用有積極作用。
[0031]本實(shí)用新型能夠在V2G技術(shù)要求下對(duì)電池組進(jìn)行充放電管理，實(shí)現(xiàn)V2G技術(shù)下對(duì)電池組狀態(tài)的監(jiān)管，對(duì)電池狀態(tài)與參數(shù)的通信，實(shí)現(xiàn)V2G及技術(shù)對(duì)新型電池管理系統(tǒng)的要求。隨著電動(dòng)汽車的推廣，V2G技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景，該電池管理系統(tǒng)正符合這一趨勢(shì)。
[0032]本申請(qǐng)還可以提供一種用于V2G電池管理的設(shè)備，該設(shè)備可以包含上述用于V2G電池管理的系統(tǒng)的任意一種可選的或優(yōu)選的實(shí)施例。
[0033]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的包括用于V2G電池管理的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該用于V2G電池管理的設(shè)備21包括上述用于V2G電池管理的系統(tǒng)22。
[0034]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于V2G電池管理的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 可控PWM整流器，分別與電網(wǎng)、控制器和雙向DC/DC變換器建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自所述電網(wǎng)的交流電，還用于交流電和直流電之間的互相轉(zhuǎn)換； 所述雙向DC/DC變換器，分別與所述控制器和均衡電路建立通信關(guān)系，用于改變電流的方向； 檢測(cè)器，分別與所述控制器和電池組建立通信關(guān)系，用于將檢測(cè)所述電池組而得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制器； 所述控制器，分別與所述電網(wǎng)和所述均衡電路建立通信關(guān)系，用于接收來(lái)自所述電網(wǎng)的控制命令，還用于將處理所述檢測(cè)數(shù)據(jù)而生成的均衡策略發(fā)送至所述均衡電路； 所述均衡電路，用于執(zhí)行所述均衡策略。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制命令包括以下其中之一: 充電命令或者放電命令。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可控PWM整流器還包括:第一轉(zhuǎn)換電路，用于在控制命令為充電命令的情況下，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可控PWM整流器還包括:第二轉(zhuǎn)換電路，用于在控制命令為放電命令的情況下，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向DC/DC變換器還包括: 第一控制電路，用于在控制命令為充電命令的情況下，所述雙向DC/DC變換器使得電流流向至所述均衡電路； 第二控制電路，用于所述雙向DC/DC變換器還用于在控制命令為放電命令的情況下，所述雙向DC/DC變換器使得電流流向至所述可控PWM整流器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)數(shù)據(jù)包括: 電壓參數(shù)、電流參數(shù)和溫度參數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡策略包括以下其中之一: 均衡充電策略或者均衡放電策略。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述控制器還包括: 過(guò)充報(bào)警電路，用于發(fā)出過(guò)充報(bào)警信號(hào)； 過(guò)放報(bào)警電路，用于發(fā)出過(guò)放報(bào)警信號(hào)； 過(guò)流報(bào)警電路，用于發(fā)出過(guò)流報(bào)警信號(hào)； 過(guò)溫報(bào)警電路，用于發(fā)出過(guò)溫報(bào)警信號(hào)； 老化異常報(bào)警電路，用于發(fā)出老化異常報(bào)警信號(hào)； 系統(tǒng)狀態(tài)反饋電路，用于發(fā)出系統(tǒng)狀態(tài)反饋信號(hào)。9.一種用于V2G電池管理的設(shè)備，其特征在于，包括:權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用于V2G電池管理的系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J3-32GK204304458SQ201420688603
【發(fā)明者】馬龍飛, 張寶群, 宮成, 焦然, 時(shí)銳, 遲忠君, 陳艷霞 [申請(qǐng)人]國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)北京市電力公司