電池組、能量存儲系統(tǒng)以及對電池組充電的方法
【專利說明】電池組、能量存儲系統(tǒng)以及對電池組充電的方法
[0001]對相關(guān)申請的交叉引用
[0002]此申請要求于2013年10月22日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2013-0126104號的優(yōu)先權(quán)和利益，通過引用將其公開的全部內(nèi)容合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的一個或多個實施例涉及一種電池組、包括電池組的能量存儲系統(tǒng)以及對電池組充電的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]與不可再充電的一次電池不同，二次電池是可再充電的電池。使用恒定電壓或恒定電流對二次電池充電的方法是眾所周知的。然而，當不考慮它們的狀態(tài)而對二次電池充電時，可能出現(xiàn)問題；例如，二次電池的容量可能快速惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種可以考慮二次電池的狀態(tài)而被充電的電池組以及包括電池組的能量存儲系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種考慮二次電池的狀態(tài)來對電池組充電的方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種電池組包括:電池，包括至少一個電池單元；至少一個溫度傳感器，被配置為檢測電池的溫度；單元電壓測量單元，被配置為測量至少一個電池單元的單元電壓，并且生成包括至少一個單元電壓值的單元電壓數(shù)據(jù)；溫度測量單元，耦接到至少一個溫度傳感器，溫度測量單元被配置為生成包括與由至少一個溫度傳感器檢測到的電池的溫度對應(yīng)的至少一個溫度值的溫度數(shù)據(jù)；以及控制單元，被配置為基于單元電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)來確定用于對電池充電的充電電流的最大充電電流值(MCCV)。這里，控制單元被配置為向充電裝置發(fā)送MCCV，該充電裝置被配置為向電池組提供充電電流，并且充電裝置被配置為控制提供給電池組的充電電流具有低于MCCV的值。
[0008]控制單元可以被配置為基于至少一個單元電壓值來確定第一 MCCV，以及基于第一MCCV來確定MCCV。
[0009]控制單元可以被配置為:在至少一個單元電壓值當中確定最小單元電壓值；以及根據(jù)定義第一 MCCV與最小單元電壓值之間的相關(guān)性的第一關(guān)系數(shù)據(jù)來基于最小單元電壓值確定第一 MCCV。
[0010]控制單元可以被配置為:當最小單元電壓值小于第一單元電壓閾值時，將第一值確定為第一 MCCV ;當最小單兀電壓值大于第二單兀電壓閾值時,將大于第一值的第二值確定為第一 MCCV，第二單元電壓閾值比第一單元電壓閾值大回滯裕量；以及當最小單元電壓值大于第一單元電壓閾值并小于第二單元電壓閾值時，根據(jù)最小單元電壓值在增加還是減少來將第一值和第二值中的一個確定為第一 MCCV。
[0011]控制單元可以被配置為:當最小單元電壓值小于第一單元電壓閾值達預(yù)設(shè)時間段時，將第一值確定為第一 MCCV ;當最小單元電壓值大于第二單元電壓閾值達預(yù)設(shè)時間段時，將大于第一值的第二值確定為第一 MCCV，第二單元電壓閾值比第一單元電壓閾值大回滯裕量；以及當最小單元電壓值大于第一單元電壓閾值并小于第二單元電壓閾值達預(yù)設(shè)時間段時，根據(jù)最小單元電壓值在增加還是減少來將第一值和第二值中的一個確定為第一MCCV。
[0012]控制單元可以被配置為:基于至少一個溫度值來確定第二 MCCV ;以及基于第二MCCV來確定MCCV。
[0013]控制單元可以被配置為:在至少一個溫度值當中確定最小溫度值；以及根據(jù)定義第二 MCCV和最小溫度值之間的相關(guān)性的第二關(guān)系數(shù)據(jù)來基于最小溫度值確定第二 MCCV。
[0014]控制單元可以被配置為:當最小溫度值小于第一溫度閾值時，將第一值確定為第二 MCCV ;當最小溫度值大于第二溫度閾值時，將大于第一值的第二值確定為第二 MCCV，第二溫度閾值比第一溫度閾值大回滯裕量；以及當最小溫度值大于第一溫度閾值并小于第二溫度閾值時，根據(jù)最小溫度值在增加還是減少來將第一值和第二值中的一個確定為第二MCCV。
[0015]控制單元可以被配置為:當最小溫度值小于第一溫度閾值達預(yù)設(shè)時間段時，將第一值確定為第二 MCCV ;當最小溫度值大于第二溫度閾值達預(yù)設(shè)時間段時,將大于第一值的第二值確定為第二 MCCV，第二溫度閾值比第一溫度閾值大回滯裕量；以及當最小溫度值大于第一溫度閾值并小于第二溫度閾值達預(yù)設(shè)時間段時，根據(jù)最小溫度值在增加還是減少來將第一值和第二值中的一個確定為第二 MCCV。
[0016]控制單元可以被配置為基于至少一個單元電壓值來確定第一 MCCV，基于至少一個溫度值來確定第二 MCCV，并且將第一 MCCV和第二 MCCV中更小的一個確定為MCCV。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，提供了能量存儲系統(tǒng)，包括:電池系統(tǒng)，包括電池和被配置為控制電池的充電和放電的電池管理單元，電池包括至少一個電池單元；以及電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)，包括被配置為在發(fā)電(power generat1n)系統(tǒng)、電網(wǎng)和電池系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換電力的電力轉(zhuǎn)換裝置，以及被配置為控制電力轉(zhuǎn)換裝置的集成控制器。電池管理單元包括:單元電壓測量單元，被配置為測量至少一個電池單元的單元電壓，并且生成包括至少一個單元電壓值的單元電壓數(shù)據(jù)；溫度測量單元，被配置為生成包括與由電池中的至少一個溫度傳感器檢測到的電池的溫度對應(yīng)的至少一個溫度值的溫度數(shù)據(jù)；以及控制單元，被配置為基于單元電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)來確定用于對電池充電的充電電流的最大充電電流值(MCCV)，并且向集成控制器發(fā)送MCCV。集成控制器被配置為從電池管理單元接收MCCV，并且控制電力轉(zhuǎn)換裝置向電池系統(tǒng)提供具有低于MCCV的值的充電電流。
[0018]控制單元可以被配置為基于至少一個單元電壓值來確定第一 MCCV，基于至少一個溫度值來確定第二 MCCV，并且將第一 MCCV和第二 MCCV中更小的一個確定為MCCV。
[0019]控制單元可以被配置為:在至少一個單元電壓值當中確定最小單元電壓值；以及根據(jù)定義第一 MCCV與最小單元電壓值之間的相關(guān)性的第一關(guān)系數(shù)據(jù)來基于最小單元電壓值確定第一 MCCV。
[0020]控制單元可以被配置為:在至少一個溫度值當中確定最小溫度值；以及根據(jù)定義第二 MCCV和最小溫度值之間的相關(guān)性的第二關(guān)系數(shù)據(jù)來基于最小溫度值確定第二 MCCV。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，提供了一種對包括電池的電池組充電的方法，該電池包括至少一個電池單元，所述方法包括:測量至少一個電池單元的單元電壓；生成包括與單元電壓對應(yīng)的至少一個單元電壓值的單元電壓數(shù)據(jù)；生成包括與由至少一個溫度傳感器測量的電池的溫度對應(yīng)的至少一個溫度值的溫度數(shù)據(jù)；基于單元電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)來確定用于對電池充電的充電電流的最大充電電流值(MCCV);向耦接到電池組的充電裝置發(fā)送MCCV ;以及從充電裝置提供具有低于MCCV的值的充電電流。
[0022]MCCV的確定可以包括:基于至少一個單元電壓值來確定第一 MCCV ;基于至少一個溫度值來確定第二 MCCV ；以及將第一 MCCV和第二 MCCV中更小的一個確定為MCCV。
【附圖說明】
[0023]附圖示出本發(fā)明的實施例，并且附圖與說明書一起用于說明本發(fā)明的特征和各方面。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池組的示意性框圖。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的電池組的示意性框圖。
[0026]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的最大充電電流值(MCCV)相對于單元電壓的示范性示圖。
[0027]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的MCCV相對于溫度的示范性示圖。
[0028]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的MCCV相對于單元電壓的示范性示圖。
[0029]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的MCCV相對于溫度的示范性示圖。
[0030]圖5A至5C是基于圖4A和圖4B的示圖的MCCV相對于單元電壓和溫度的示范性表。
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲系統(tǒng)和它的外圍配置的示意性框圖。
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的能量存儲系統(tǒng)的示意性框圖。
[0033]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池組的框圖。
【具體實施方式】
[0034]將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的各方面和特征以及實現(xiàn)它們的方法，在附圖中示出本發(fā)明的示范性實施例。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式來具體化而不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的實施例；而是提供這些實施例使得此公開將是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域一位普通技術(shù)人員充分地傳達本發(fā)明的構(gòu)思。通過所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容來限定本發(fā)明的范圍。
[0035]在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例的目的，而不是意在限制示范性實施例。如在此使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指示。將進一步理解，在此使用的術(shù)語“包括了”和/或“包括”指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或其組的存在，但是沒有排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。將理解，雖然可以在此使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個元件與另一個。
[0036]在附圖中，用相同的參考數(shù)字來表示相同或相應(yīng)的元件，并且將不再給出其重復(fù)的說明。在這點上，本實施例可以具有不同的形式而不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的描述。因此，下面僅通過參照附圖描述實施例來說明本描述的各方面。如在此使用，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項的任何和所有組合。
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池組100的示意性框圖。
[0038]參照圖1，電池組100包括電池110、溫度傳感器112、單元電壓測量單元120、溫度測量單元130和控制單元140。電池110包括至少一個電池單元111。電池組100包括檢測電池110的溫度的至少一個溫度傳感器112。單元電壓測量單元120測量電池單元111的單元電壓，并且生成包括至少一個單元電壓值的單元電壓數(shù)據(jù)VD。溫度測量單元130生成溫度數(shù)據(jù)TD，溫度數(shù)據(jù)TD包括與來自溫度傳感器112的、電池110的溫度對應(yīng)的至少一個溫度值?？刂茊卧?40被配置為基于單元電壓數(shù)據(jù)VD和溫度數(shù)據(jù)TD來確定流入電池110中的電流的最大充電電流值(MCCV)。
[0039]電池110存儲能量并且包括電池單元111。雖然在圖1中在電池110中示出一個電池單元111,但是在電池110中可以包括多個電池單元111。
[0040]現(xiàn)在將在下面描述包括多個電池單元111的電池110。多個電池單元111可以串行、并行、或串并行連接。可以根據(jù)所需要的輸出電壓或功率來確定在電池110中包括的電池單元111的數(shù)目。
[0041]電池110可以經(jīng)由端子101和102被連接至充電裝置150。電池組100的端子101和102可以分別連接至充電裝置150的端子151和152。當電池110被充電時，電池110存儲經(jīng)由端子101和102從充電裝置150提供的電能。