電池系統(tǒng)、電池單元組、電池控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及供電電源領(lǐng)域，具體涉及不間斷供電電源領(lǐng)域，尤其涉及電池系統(tǒng)、電池單元組、電池控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著云計(jì)算業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，云數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在向著標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向發(fā)展。近年來(lái)隨著鋰電芯性能的不斷提升、生產(chǎn)工藝的不斷完善，采用鋰電池系統(tǒng)作為后備的機(jī)架分布式不間斷電源(UPS)/高壓直流(HVDC)系統(tǒng)已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心有了小規(guī)模的應(yīng)用。
[0003]目前的鋰電池系統(tǒng)，通常采用多個(gè)鋰電芯串聯(lián)以形成電池單元，再將多個(gè)鋰電池單元串聯(lián)成電池系統(tǒng)。然而，這種鋰電池系統(tǒng)在電芯出現(xiàn)故障時(shí)，需要對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)進(jìn)行更換。為了防止更換電池系統(tǒng)對(duì)機(jī)架分布式不間斷電源(UPS)/高壓直流(HVDC)系統(tǒng)的電源備份造成影響，需要兩個(gè)鋰電池系統(tǒng)并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)冗余，因此實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)冗余的成本較尚O
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本申請(qǐng)?zhí)峁┝穗姵叵到y(tǒng)、電池單元組、電池控制系統(tǒng)及方法。
[0005]一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池系統(tǒng)，包括:電池單元組，包括串聯(lián)的多個(gè)電池單元；所述電池單元包括:輸出控制單元和電芯組；所述輸出控制單元連接所述電池單元的正負(fù)極與所述電芯組的正負(fù)極，用于根據(jù)接收的電池控制系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)所述電池單元的輸出電壓或控制所述電池單元直通；所述電芯組中的電芯之間串聯(lián)；所述電池控制系統(tǒng)，連接所述電芯和所述電池單元以監(jiān)測(cè)其電氣參數(shù)，以及連接所述輸出控制單元，以控制電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍的電池單元直通，并且調(diào)節(jié)其它電池單元的輸出電壓以保持電池系統(tǒng)的原輸出電壓。
[0006]在某些實(shí)施方式中，所述輸出控制單元包括:直通子單元，連接于所述電池單元的正負(fù)極之間，用于根據(jù)接收的所述電池控制系統(tǒng)的指令控制所述電池單元直通；調(diào)壓子單元，連接于所述電芯組的正負(fù)極與所述電池單元的正負(fù)極之間，用于根據(jù)接收的所述電池控制系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)所述電池單元的輸出電壓以保持電池系統(tǒng)的原輸出電壓。
[0007]在某些實(shí)施方式中，所述直通子單元包括:繼電器、接觸器或MOS管。
[0008]在某些實(shí)施方式中，所述調(diào)壓子單元包括:DC/DC功率變換器、穩(wěn)壓管或低壓差線性穩(wěn)壓器LDO。
[0009]在某些實(shí)施方式中，所述電池控制系統(tǒng)包括:監(jiān)測(cè)單元，連接所述電芯以監(jiān)測(cè)電芯的電氣參數(shù)，以及連接所述電池單元以監(jiān)測(cè)電池單元的電氣參數(shù)；直通指令單元，連接所述輸出控制單元，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到的電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍時(shí)，發(fā)送直通指令給電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍的電池單元的輸出控制單元以控制電池單元直通；調(diào)壓指令單元，連接所述輸出控制單元，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到的電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍時(shí)，發(fā)送調(diào)壓指令給除直通的電池單元之外的電池單元的輸出控制單元，以調(diào)節(jié)除直通的電池單元之外的電池單元的輸出電壓，從而保持電池系統(tǒng)的輸出電壓。
[0010]在某些實(shí)施方式中，所述電芯組通過開關(guān)連接所述輸出控制單元。
[0011]第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池單元組，所述電池單元組包括串聯(lián)的多個(gè)電池單元；所述電池單元包括:輸出控制單元和電芯組；所述輸出控制單元連接所述電池單元的正負(fù)極與所述電芯組的正負(fù)極，用于根據(jù)接收的電池控制系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)所述電池單元的輸出電壓或控制所述電池單元直通；所述電芯組中的電芯之間串聯(lián)。
[0012]第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜陔姵貑卧M的電池控制系統(tǒng)，所述電池單元組包括串聯(lián)的多個(gè)電池單元；所述電池單元包括:輸出控制單元和電芯組；所述輸出控制單元連接所述電池單元的正負(fù)極與所述電芯組的正負(fù)極，以調(diào)節(jié)所述電池單元的輸出電壓或控制所述電池單元直通；所述電芯組中的電芯之間串聯(lián)；所述電池控制系統(tǒng)包括:監(jiān)測(cè)單元，連接所述電芯以監(jiān)測(cè)電芯的電氣參數(shù)，以及連接所述電池單元以監(jiān)測(cè)電池單元的電氣參數(shù)；直通指令單元，連接所述輸出控制單元，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到的電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍時(shí)，發(fā)送直通指令給電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍的電池單元的輸出控制單元以控制電池單元直通；調(diào)壓指令單元，連接所述輸出控制單元，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)到的電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍時(shí)，發(fā)送調(diào)壓指令給除直通的電池單元之外的電池單元的輸出控制單元，以調(diào)節(jié)所述除直通的電池單元之外的電池單元的輸出電壓，從而保持電池系統(tǒng)的輸出電壓。
[0013]第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于電池單元組的電池控制方法，所述電池單元組包括串聯(lián)的多個(gè)電池單元；所述電池單元包括:輸出控制單元和電芯組；所述輸出控制單元連接所述電池單元的正負(fù)極與所述電芯組的正負(fù)極，以調(diào)節(jié)所述電池單元的輸出電壓或控制所述電池單元直通；所述電芯組中的電芯之間串聯(lián)；所述方法包括:獲取所述電芯電氣參數(shù)和所述電池單元的電氣參數(shù)；根據(jù)所述電芯的電氣參數(shù)和所述電池單元的電氣參數(shù)，發(fā)送直通指令給電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍的電池單元的輸出控制單元以控制電池單元直通；以及根據(jù)所述電芯的電氣參數(shù)和所述電池單元的電氣參數(shù)，發(fā)送調(diào)壓指令給除直通的電池單元之外的電池單元的輸出控制單元，以調(diào)節(jié)所述除直通的電池單元之外的電池單元的輸出電壓從而保持電池系統(tǒng)的輸出電壓。
[0014]本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵叵到y(tǒng)、電池單元組、電池控制系統(tǒng)及方法，通過設(shè)置電池系統(tǒng)包括電池單元組和電池控制系統(tǒng)；電池單元組包括串聯(lián)的多個(gè)電池單元，并設(shè)置電池單元包括:輸出控制單元和電芯組；設(shè)置輸出控制單元連接所述電池單元的正負(fù)極與電芯組的正負(fù)極，用于根據(jù)接收的電池控制系統(tǒng)的指令調(diào)節(jié)電池單元的輸出電壓或控制電池單元直通；設(shè)置電芯組中的電芯之間串聯(lián)；以及設(shè)置電池系統(tǒng)還包括電池控制系統(tǒng)，連接每一個(gè)電芯以監(jiān)測(cè)電芯的電氣參數(shù)，連接每一個(gè)電池單元以監(jiān)測(cè)電池單元的電氣參數(shù)，以及連接每一個(gè)輸出控制單元，以控制電芯的電氣參數(shù)或電池單元的電氣參數(shù)超出其預(yù)設(shè)工作范圍的電池單元直通，并且調(diào)節(jié)除直通的電池單元之外的其它電池單元的輸出電壓以保持電池系統(tǒng)的原輸出電壓。實(shí)現(xiàn)了在電芯或電池單元發(fā)生故障時(shí)，保持電池系統(tǒng)的原輸出電壓，降低了實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)冗余的成本。
【附圖說明】
[0015]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0016]圖1a示出了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的一種示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖1b示出了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的另一種示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2示出了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池控制方法的一種示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)發(fā)明相關(guān)的部分。
[0020]需要說明的是，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)說明本申請(qǐng)。
[0021]首先，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電池系統(tǒng)。
[0022]圖1a示出了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的一種示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0023]如圖1a所示，電池系統(tǒng)100可以包括但不限于:電池單元組101和電池控制系統(tǒng)102。
[0024]電池單元組101