申请/专利权人：云储新能源科技有限公司

申请日：2023-04-14

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN116388334B

主分类号：H02J7/00

分类号：H02J7/00;H01M10/42;H01M10/44;H02J15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明公开一种可重构电池储能系统，涉及电化学储能领域。通过电池能量网卡采集每个可重构电池网络的运行状态数据；电池能量集线器根据运行状态数据计算每个可重构电池网络的性能数据；电池能量交换机根据运行状态数据和性能数据生成每个可重构电池网络的最优拓扑结构；电池能量集线器根据最优拓扑结构生成MOS管驱动信号并发送至电池能量网卡；电池能量网卡根据MOS管驱动信号控制每个可重构电池网络中可控开关的状态接通或关断。通过操作每个可重构电池网络开关阵列中的开关状态，可以调整多个差异化可重构电池网络之间的连接方式，进而改变整个可重构电池储能系统的能量输出状态，提高可重构电池储能系统的整体能量效率和运行可靠性。

主权项：1.一种可重构电池储能系统，其特征在于，包括：多个可重构电池网络、电池能量网卡、电池能量集线器以及电池能量交换机；所述电池能量网卡与多个可重构电池网络连接，用于采集每个可重构电池网络的运行状态数据并发送至所述电池能量集线器；所述运行状态数据包括单体电池的内阻、容量、温度和充放电电流；所述电池能量集线器与所述电池能量网卡连接，用于根据每个可重构电池网络的运行状态数据计算每个可重构电池网络的性能数据并发送至所述电池能量交换机；所述性能数据包括SOC、SOH、开路电压和使用寿命；所述电池能量交换机与所述电池能量集线器连接，用于根据每个可重构电池网络的运行状态数据和性能数据生成每个可重构电池网络的最优拓扑结构并发送至所述电池能量集线器；所述电池能量交换机根据每个可重构电池网络的运行状态数据和性能数据生成每个可重构电池网络的最优拓扑结构，具体包括：所述电池能量交换机建立可重构电池储能系统的最优运行性能函数模型，具体包括：电池能量交换机建立可重构电池储能系统的最优运行性能函数模型其中Cn表示可重构电池储能系统优化运行方案集合C＝{C1,C2,…,CN}中第n种优化运行方案，N为优化运行方案数量；表示第n种优化运行方案的可靠电流；h与T分别表示可重构电池储能系统的负载需求与工况条件；表示考虑系统负载需求、工况条件和优化运行方案条件下的系统性能参数，包括每个可重构电池网络的性能参数；每个可重构电池网络的最优性能参数包括每个可重构电池网络的电流、电压和功率；γ表示Cn对应的系统花销；表示N种优化运行方案中的最优运行方案；求解所述最优运行性能函数模型，得到每个可重构电池网络的最优性能参数，具体包括：将所述最优运行性能函数模型表述为多目标优化问题并通过动态规划算法进行求解，通过寻找动态规划中的Cost-to-go函数中的最短路径，获得可重构电池储能系统在给定工作时间内的最优运行方案；所述最优运行方案中包括每个可重构电池网络的最优性能参数；建立可重构电池网络的拓扑结构优化模型，具体包括：建立可重构电池网络的拓扑结构优化模型其中xm表示第m种拓扑结构优化方案中可重构电池网络的设计参数矩阵，所述设计参数包括可重构电池网络的最优性能参数和运行状态参数；所述运行状态参数包括单体电池的内阻、容量、温度、充放电电流、SOC、SOH、开路电压、使用寿命；M为拓扑结构优化方案数量；Y表示优化目标函数；Hm表示第m种拓扑结构优化方案中可重构电池网络的拓扑结构；将每个可重构电池网络的运行状态数据、性能数据以及最优性能参数代入所述拓扑结构优化模型，求解出每个可重构电池网络的最优拓扑结构，具体包括：采用有向无环图来描述每个可重构电池网络的拓扑结构，有向无环图中的每一个点代表可控开关的状态，将状态带来的电量消耗标注在每一条边上，从而将所述拓扑结构优化模型的求解问题通过拉格朗日松弛算法转变为动态规划问题进行求解，求解出每个可重构电池网络的最优拓扑结构；所述电池能量集线器根据每个可重构电池网络的最优拓扑结构生成MOS管驱动信号并发送至所述电池能量网卡；所述电池能量网卡根据所述MOS管驱动信号控制每个可重构电池网络中可控开关的状态。

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