本發(fā)明涉及能量存儲系統(tǒng)的電池控制，具體為一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、電池包一般是由電池模組、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（bms）、電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件組成。電池包在不同領(lǐng)域均有應(yīng)用：如電池包是新能源電動汽車的“心臟”，提供動力，影響續(xù)航里程和安全性能；電池包在儲能系統(tǒng)中用于應(yīng)急供電、光伏發(fā)電儲能，幫助儲存電能，提升能源利用效率；電池包在機器人、無人機等工業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域，電池包提供穩(wěn)定電力，支持設(shè)備運行。
2、近年來，新能源電池包的技術(shù)水平不斷提高，而為了穩(wěn)定供應(yīng)和管理電能，能量存儲裝置（即ess系統(tǒng)）被廣泛應(yīng)用。ess系統(tǒng)通過電池包存儲電能，并在需要時供電，從而提高能源效率。ess系統(tǒng)不僅用于工業(yè)設(shè)施等固定設(shè)備，還應(yīng)用于電動汽車、挖掘機、叉車等工業(yè)電動車輛以及電動農(nóng)業(yè)機械等移動設(shè)備。
3、圖1展示了現(xiàn)有ess系統(tǒng)的電池組成結(jié)構(gòu)。如圖所示，ess系統(tǒng)的電池以包為單位串聯(lián)或并聯(lián)連接，并以模塊為單位將多個電池包并聯(lián)使用。電池包是由多個電池單體組成的集合體。
4、然而，這種電池組成的ess系統(tǒng)存在以下問題：由于電池單元之間的阻抗特性和溫度差異導(dǎo)致的阻抗變化，無法實現(xiàn)電池包單元的放電量控制，從而導(dǎo)致電池包之間的電壓偏差。
5、雖然現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)（bms）通過電阻實現(xiàn)電池單元的平衡控制，但無法解決因電池使用累積的阻抗差異導(dǎo)致的放電率變化問題，進而導(dǎo)致電池包或模塊之間的壽命差異。此外，現(xiàn)有技術(shù)難以有效減少ess系統(tǒng)內(nèi)電池包之間的電壓偏差，導(dǎo)致電池壽命下降和熱老化損壞。
6、傳統(tǒng)的電池單元平衡控制依賴于電池包單元內(nèi)的電阻控制，但由于無法精確測量電池單元的內(nèi)部電阻值，控制效率低下，且無法解決電池包電壓下降和壽命縮短的問題。
7、為此，本發(fā)明研發(fā)出了新的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、（一）解決的技術(shù)問題
2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有電池組成的ess系統(tǒng)由于電池單元之間的阻抗特性和溫度差異導(dǎo)致的阻抗變化，無法實現(xiàn)電池包單元的放電量控制，從而導(dǎo)致電池包之間的電壓偏差以及現(xiàn)有技術(shù)難以有效減少ess系統(tǒng)內(nèi)電池包之間的電壓偏差，導(dǎo)致電池壽命下降和熱老化損壞的問題。
3、（二）技術(shù)方案
4、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，包括以包為單位串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個電池包，以及以模塊為單位并聯(lián)連接的多個電池模塊，所述電池包由多個電池單元組成，每個電池包單元配備獨立的dc/dc轉(zhuǎn)換器，用于在放電時根據(jù)電池包容量獨立控制放電量，所述ess系統(tǒng)通過單位電池包的獨立平衡控制，進一步實現(xiàn)電池模塊的主動平衡控制。
5、優(yōu)選的，上述每一個電池包單元所連接的每一個dc/dc轉(zhuǎn)換器，均具備進行每一個電池包差別放電的能力。
6、通過上述技術(shù)方案，dc/dc轉(zhuǎn)換器能夠通過增加某個電池包放電量，將能量轉(zhuǎn)移至其他的電池包，實現(xiàn)電池模塊的整體電壓平衡。
7、優(yōu)選的，所述ess系統(tǒng)還包括電池管理系統(tǒng)（bms），用于監(jiān)測和管理電池的溫度、電壓及電流信息。
8、通過上述技術(shù)方案，bms通過傳感器實時監(jiān)測電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)，確保電池在安全范圍內(nèi)運行。這些數(shù)據(jù)幫助bms計算出電池的電壓和壽命狀態(tài)，從而對電池進行精確管理，防止電池過度充電和過度放電，避免電池因過熱或過載而損壞。而通過均衡充電和放電過程，bms可以減少單體電池之間的差異，保持電池組的一致性，從而延長整個電池包的使用壽命。
9、優(yōu)選的，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器根據(jù)電池包的電壓（soc，充電狀態(tài)）調(diào)整放電量，實現(xiàn)電壓平衡匹配控制。
10、優(yōu)選的，所述電壓較高的電池包通過增加放電量，將能量轉(zhuǎn)移至電壓較低的電池包，實現(xiàn)電池模塊的整體電壓平衡。
11、優(yōu)選的，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器根據(jù)電池包的壽命狀態(tài)（soh）調(diào)整放電量，實現(xiàn)壽命平衡匹配控制。
12、優(yōu)選的，所述壽命狀態(tài)較高的電池包通過增加放電量，將能量轉(zhuǎn)移至壽命狀態(tài)較低的電池包，實現(xiàn)電池模塊的整體壽命平衡。
13、（三）有益效果
14、本發(fā)明提供了一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)。具備以下有益效果：
15、該種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，通過在電池包上為電池包單元單獨附加轉(zhuǎn)換器，并根據(jù)電池包的壽命狀態(tài)和電壓控制放電量，實現(xiàn)電池包單元的獨立轉(zhuǎn)換控制和整個單位包主動控制，從而匹配電池包之間的使用量。通過這種方式，可以實現(xiàn)ess系統(tǒng)內(nèi)電池包的整體電壓平衡和壽命平衡，提高以單位包為基本模塊構(gòu)成的ess系統(tǒng)電池的使用效率；
16、并且，通過單位電池包的獨立控制，實現(xiàn)長期平衡控制，降低安裝和管理成本，提高經(jīng)濟性，同時能夠最小化電池的整體壽命下降和熱老化。相比傳統(tǒng)的電阻平衡控制，本發(fā)明減少能量損失，快速實現(xiàn)整體壽命和電壓平衡，延長電池使用壽命。
1.一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，包括以包為單位串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個電池包（10），以及以模塊為單位并聯(lián)連接的多個電池模塊（100），其特征在于：所述電池包（10）由多個電池單元組成，每個電池包單元配備獨立的dc/dc轉(zhuǎn)換器（20），用于在放電時根據(jù)電池包容量獨立控制放電量，所述ess系統(tǒng)通過單位電池包（10）的獨立平衡控制，進一步實現(xiàn)電池模塊的主動平衡控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：上述每一個電池包單元所連接的每一個dc/dc轉(zhuǎn)換器（20），均具備進行每一個電池包（10）差別放電的能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：所述ess系統(tǒng)還包括電池管理系統(tǒng)（bms），用于監(jiān)測和管理電池的溫度、電壓及電流信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：所述dc/dc轉(zhuǎn)換器（20）根據(jù)電池包（10）的電壓（soc）調(diào)整放電量，實現(xiàn)電壓平衡匹配控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓較高的電池包（10）通過增加放電量，將能量轉(zhuǎn)移至電壓較低的電池包（10），實現(xiàn)電池模塊的整體電壓平衡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：所述dc/dc轉(zhuǎn)換器（20）根據(jù)電池包（10）的壽命狀態(tài)（soh）調(diào)整放電量，實現(xiàn)壽命平衡匹配控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種平衡電池包單元電壓及壽命的ess系統(tǒng)，其特征在于：所述壽命狀態(tài)較高的電池包（10）通過增加放電量，將能量轉(zhuǎn)移至壽命狀態(tài)較低的電池包（10），實現(xiàn)電池模塊的整體壽命平衡。