CN108575100B

CN108575100B - 储能单元的电压分组

Info

Publication number: CN108575100B
Application number: CN201680078960.7A
Authority: CN
Inventors: L.M.汉森
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: US20170141596A1; WO2017083452A1; EP3375064A1; EP3375064B1; US9837843B2; ZA201803330B; CN108575100A

Abstract

提供了一种用于控制储能系统的系统和方法。在一个实施例中，储能系统可以包括多个储能单元和多个总线。储能系统还可以包括控制系统，其可以被配置成接收指示与所述多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号。控制系统可以被配置成发送一个或多个命令信号以至少基于与储能单元相关联的电压来选择性地将每个储能单元耦合到多个总线中的一个。

Description

储能单元的电压分组

技术领域

本主题一般涉及储能系统，并且更具体地涉及可以选择性地将储能单元耦合到总线的储能系统。

背景技术

储能系统（例如，电池组（battery）储能系统）已经越来越多地作为独立储能系统的一部分或作为带有集成的储能系统的发电系统（例如，风电场，太阳能电场（solarfarm），燃气轮机系统）的一部分被用于传递功率。储能系统是独特的在于储能系统具有对于具体服务即传输又储存能量的能力。储能系统可以包括一个或多个电池组库，其可以经由合适的功率转换器耦合到电网或其他负载。

多个电池组可以经由相同转换总线耦合到相同功率转换器。然而，由于与较高电压的电池组耦合到相同总线的原因，在较低电压（例如，由于电池（cell）故障）操作的电池组可以经历过电压。虽然对于每个电池组的单独功率转换可以帮助降低过电压，但这可以导致相当大的成本。

发明内容

本公开的实施例的方面和优点将在下面的描述中进行部分阐述，或者可以从该描述来学习，或者可以通过实施例的实践来学习。

本公开的一个示例方面是针对一种储能系统。储能系统包括多个储能单元和多个总线。储能系统还包括控制系统，该控制系统被配置成接收指示与多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号。控制系统可以被配置成发送一个或多个命令信号以至少基于与每个储能单元相关联的电压来选择性地将该储能单元耦合到多个总线中的一个。

本公开的另一示例方面是针对一种控制储能系统的方法。储能系统包括多个储能单元和多个总线。该方法包括通过一个或多个控制装置接收指示与多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号。该方法还包括通过所述一个或多个控制装置检测多个储能单元中的至少一个的电压的改变。该方法包括通过所述一个或多个控制装置发送一个或多个命令信号以通过所述一个或多个控制装置选择性地耦合多个总线之中的多个储能单元中的一个或多个，使得与充分类似的电压相关联的储能单元耦合到相同的总线。

本发明的又另一个示例方面是针对一种储能系统的控制系统。该控制系统包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。所述一个或多个存储器装置可以存储计算机可读指令，所述计算机可读指令当由所述一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行操作。所述操作包括接收指示与多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号和检测多个储能单元中的至少一个的电压的改变。该操作还包括发送一个或多个命令信号以选择性地耦合多个总线之中的多个储能单元中的一个或多个，使得与充分类似的电压相关联的储能单元耦合到相同的总线。

可以对本公开的这些示例方面做出变化和修改。

参考以下的描述和所附的权利要求，各种实施例的这些的和其他的特征、方面和优点将变得更好理解。并入到此说明书中并构成其一部分的随附附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起服务于解释相关原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员之一的实施例的详细论述，其对所附的图做出参考，其中：

图1描绘了根据本公开的示例实施例的储能系统；

图2描绘了根据本公开的示例实施例的控制系统；

图3描绘了根据本公开的示例实施例的示例方法的流程图；

图4描绘了根据本公开的示例实施例的储能单元；

图5描绘了根据本公开的示例实施例的储能单元；

图6描绘了根据本公开的示例实施例的储能单元；

图7描绘了根据本公开的示例实施例的储能单元；以及

图8描绘了根据本开关的示例实施例的示例方法的流程图。

具体实施方式

现在将对本公开的实施例做出详细参考，其一个或多个示例在附图中被示出。每个示例以本公开的解释而非本公开的限制的形式被提供。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开的范围或精神的情况下，可以在本公开中做出各种修改和变化。例如，被示出或描述成一个实施例的一部分的特征可以与另一个实施例一起被用于产生更进一步的实施例。因此，本公开旨在覆盖如在所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。

本公开的示例方面针对于选择性地将储能系统的储能单元耦合到多个总线以改进功率转换。更具体地，储能系统可以包括多个储能单元和多个总线。每个储能单元可以与电压相关联，并且每个总线可以与功率转换器相关联。储能系统可以包括主控制系统，其可以被配置成发送一个或多个命令信号以至少基于与每个储能单元相关联的电压来选择性地将该储能单元耦合到多个总线中的一个总线。

更具体地，主控制系统可以被配置成从每个储能单元（和/或与之相关联的单独的控制系统）接收一个或多个信号，所述信号指示与每个储能单元相关联的电压。至少基于该电压，主控制系统可以被配置成发送一个或多个命令信号以选择性地将每个储能单元与一个或多个总线耦合和/或解耦（例如，经由转换开关（switch）、接触器或其他元件）。此外，主控制系统可以被配置成将每个储能单元分组，使得有充分类似的电压的储能单元被包括在相同组中。主控制系统可以被配置成发送一个或多个命令信号以将相同组内的储能单元耦合到相同总线，以平衡并联耦合的储能单元之中的开路电压。

主控制系统还可以和/或备选地被配置成检测与储能单元相关联的电压的改变。电压的改变可以是例如由于储能电池故障导致的电压的降低。响应于电压的改变，主控制系统可以被配置成发送一个或多个命令信号以将一个或多个储能单元从第一总线解耦和以将所述一个或多个储能单元耦合到第二总线。第二总线可以耦合到有充分类似的电压的其他储能单元。

根据本公开的示例性方面将储能单元选择性地耦合到转换总线可以改进功率转换，而不招致对于每个储能单元单独地转换功率的相当大的成本。此外，通过选择性地将有充分类似的电压的储能单元耦合到相同的总线，本公开可以帮助平衡储能单元之中的开路电压并降低过电压。

现在参考附图，现在将详细论述本公开的示例实施例。图1描绘了根据本公开的示例方面的示例储能系统100。储能系统100可以在独立功率系统中实现，或者可以作为发电能量系统的一部分实现，发电能量系统诸如风力发电系统，太阳能发电系统，燃气轮机发电系统或其他合适的系统。

储能系统100可以包括多个储能单元110，诸如电池储能单元。每个储能单元110可以包括包括一个或多个串（string）112。当储能单元110包括多于一个串112时，串112可以并联耦合。附加地和/或备选地，所述多个储能单元可以并联耦合，并联连接不同储能单元的串。每个串112可以包括串联耦合的多个电池。术语电池可以指的是任何储能装置，诸如例如电池组电池、燃料电池、电化电池、可再充电电池、超电池组、SMES、蓄电池、电容器、包（pack）等。储能单元110可以包含一个或更多的氯化钠镍电池组、钠硫电池组、锂离子电池组、镍金属氢化物电池组、钠金属卤化物电池组或其他类似装置。在图1中为了说明和论述的目的而示出了三个储能单元，每个具有三个串。使用本文提供的公开，本领域的普通技术人员将理解，在偏离本发明的范围内，能够在储能系统100中使用任何数量的储能单元和/或串。

每个储能单元110可以包括控制系统120，诸如电池组管理系统（BMS）。控制系统120可以包括一个或多个电子控制装置，其监测所述多个串112，诸如通过：保护串112免于在安全操作模式之外操作、监测电池的状态、计算并报告对于电池的操作数据、控制电池环境、和/或任何其他合适的控制动作。例如，在几个实施例中，如本文进一步详细描述的，控制系统120被配置成监测和/或控制串112的操作。控制系统120也可以被配置成发送和/或接收一个或多个信号。例如，每个控制系统120可以被配置成监测与一个或多个串112和/或储能单元110相关联的电压和发送指示与储能单元110相关联的电压的一个或多个信号。控制系统120可以是例如纯粹以硬件实现的逻辑控制器、固件可编程数字信号处理器、或可编程的基于处理器的软件控制的计算机。

储能系统100可以包括多个功率转换器130。功率转换器130每个可以被配置成将与储能单元110相关联的DC电压转换成对于AC电网的合适的AC功率（例如50Hz或者60Hz功率）。在一些实施例中，功率转换器130可以包括DC到DC转换器和DC到AC转换器的组合。

功率转换器130可以包括一个或多个电子转换开关元件，诸如绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。电子转换开关元件可以被控制（例如，使用脉宽调制）以对储能单元110进行充电或放电。另外，电子转换开关元件可以被控制以将接收或提供给储能单元110的DC功率转换成适用于公用电网150的合适的AC功率（例如，50Hz或60Hz的AC功率）。功率转换器120可以通过合适的变压器140和用于储能系统100的保护的各种其他装置（诸如转换开关、继电器、接触器等）向电网150提供AC功率。

储能系统100可以包括多个总线160。每个总线160可以与单独的功率转换器130相关联。每个储能单元110可以耦合到总线160。例如，储能系统100可以包括一个或多个转换开关170。如本文进一步描述的，一个或多个转换开关170可以被配置成将一个或多个储能单元110与一个或多个总线160耦合和/或解耦。总线、功率转换器和转换开关的数量为了说明和论述的目的而在图1中示出。使用本文提供的公开，本领域的普通技术人员将理解，在不偏离本发明的范围的情况下，能够在储能系统100中使用任何数量的这些组件。

储能系统100可以包括主控制系统200，其被配置成监测和/或控制如图1和2所示出的储能系统100的各种方面。根据各种实施例，主控制系统200可以包括一个或多个控制装置或分离的单元，或者可以是储能单元110的控制系统120的一部分。

如所示出的，主控制系统200可以与储能单元110、控制系统120、功率转换器130、总线160和/或转换开关170通信。主控制系统200可以被配置成发送和/或接收一个或多个信号往和/或来于储能单元110、控制系统120、功率转换器130、总线160、和/或转换开关170。例如，控制系统120和/或储能单元110可以被配置成向主控制系统200发送指示与储能单元110相关联的电压的一个或多个信号。主控制系统200可以被配置成从储能单元110和/或控制系统120接收指示与每个储能单元110相关联的电压（例如，开路电压）的一个或多个信号。

主控制系统200可以被配置成将一个或多个命令信号发送到每个储能单元110和/或控制系统120。例如，主控制系统200可以被配置成将一个或多个命令信号发送到每个储能单元110和/或控制系统12以至少部分基于与储能单元110相关联的电压来选择性地将每个储能单元110与多个总线160中的一个或多个耦合和/或解耦。主控制系统200可以将一个或多个命令信号发送到储能110和/或控制系统120以将储能单元110耦合到总线160A、160B、160C。储能单元110和/或控制系统120可以接收所述一个或多个命令信号并且可以调整转换开关170以将储能单元110耦合到总线160A、160B、160C。例如，控制系统120可以被配置成相对于总线160A，160B，160C中的每个将转换开关170调整到打开位置（例如，不允许电流从储能单元110流过总线160）和/或闭合位置（例如，允许电流从储能单元110流过总线160）。作为示例，为了将储能单元110从总线160A解耦，控制系统120可以将转换开关170调整为相对于总线160A处在打开位置中。为了将储能单元110耦合到总线160B，控制系统120可以将转换开关170调整为相对于总线160B处在闭合位置中。

附加地和/或备选地，主控制系统200可以被配置成至少基于与每个储能单元110相关联的电压来将每个储能单元110分组。例如，主控制系统200可以被配置成将每个储能单元110分组，使得与充分类似的电压相关联的储能单元被包括在相同的组（例如，类似的开路电压组）中。在一些实施例中，组的数量可以等于功率转换器的数量。主控制系统200可以被配置成将一个或多个命令信号发送到储能单元110以将相同组内的储能单元耦合到相同的总线160。控制系统120可以根据所述一个或多个命令信号来调整转换开关170，使得储能单元110耦合到与该组中的其他储能单元相同的总线。储能单元110随着时间因为储能单元110以不同的速率降级或者一个或多个储能单元110是否被添加到储能系统100中和/或是否在其中被替换而被分配到不同的组。

主控制系统200可以被配置成检测储能单元110的电压的改变。例如，主控制系统200可以被配置成基于从储能单元110和/或控制系统120接收到的一个或多个信号来检测电压的改变。响应于电压的改变，主控制系统200可以被配置成发送一个或多个命令信号以将一个或多个储能单元110从第一总线160A解耦（例如，通过将转换开关170从闭合位置调整到相对于总线160A的打开位置）并将所述一个或多个储能单元110耦合到第二总线160B（例如，通过将转换开关170从打开位置调整到相对于总线160B的闭合位置）。第二总线160B可以耦合到与充分类似的电压相关联的其他储能单元。用这种方式，主控制系统200可以帮助防止过电压情况。

具体参考图2，主控制系统200可以具有任何数量的合适的控制装置。主控制系统200可以包括对于储能单元100的系统级控制器和/或一个或多个单独的储能单元110或控制系统120的控制器。如所示出的，例如，主控制系统200（和/或控制系统120）可以包括一个或多个处理器212和一个或多个存储器装置214，其被配置成执行多种计算机实现的功能和/或指令（例如，如本文中公开的执行方法、步骤、计算和类似的并且存储相关数据）。指令在由处理器212执行时，可以促使处理器212执行根据本公开的示例方面的操作。例如，指令在由处理器212执行时可以促使处理器212实现一个或多个控制接口。

附加地，主控制系统200可以包括通信接口216以促进主控制系统200和储能单元100的各种组件之间的通信。例如，通信接口可以允许信号传送往和/或来于储能单元110、控制系统120、功率转换器130、总线160、和/或转换开关170。信号可以使用任何合适的通信协议来传递。如此，处理器212可以被配置成从储能单元110、控制系统120、功率转换器130、总线160、和/或转换开关170接收和/或发送一个或多个信号。

如本文所使用的，术语“处理器”不仅指的是本领域中称为被包括在计算机中的集成电路，而且还指的是控制器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、专用集成电路、和其他可编程电路。附加地和/或备选地，存储器装置214通常可以包括存储元件，其包括但不限于计算机可读介质（例如，随机存取存储器（RAM））、计算机可读非易失性介质（例如闪速存储器）、紧致盘只读存储器（CD-ROM）、磁光盘（MOD）、数字多功能盘（DVD）和/或其他合适的存储元件。此类存储器装置214通常可以被配置成存储适当的计算机可读指令，其在由处理器212实现时，将主控制系统200配置成执行如本文描述的各种功能。

图3描绘了根据本公开的示例实施例的用于控制储能系统的示例方法300的流程图。该方法可以在任何合适的储能系统中实现，诸如图1的储能系统100。另外，图3为了示例和论述的目的而描绘了以具体顺序执行的步骤。使用本文提供的公开，本领域的普通技术人员将理解，在不偏离本公开的范围的情况下，本文公开的任何方法的各种步骤可以采用各种方式被省略、重新排列、修改、扩展或改编。

在（302），该方法包括接收指示与多个储能单元110中的每一个相关联的电压的一个或多个信号。例如，控制系统120可以监测与储能单元110和/或串112相关联的电压。控制系统120和/或储能单元110可以将指示与储能单元110相关联的电压的一个或多个信号发送到主控制系统200。主控制系统200可以例如从每个储能单元110和/或控制系统120接收指示与每个储能单元110相关联的电压（例如，开路电压）的一个或多个信号。

在（304），该方法包括检测多个储能单元110中的至少一个储能单元的电压的改变。例如，主控制系统200可以检测电压的改变。电压的改变可以是由于电池故障引起的电压（例如开路电压）的降低。在示例实施例中，主控制系统200可以基于由主控制系统200接收的一个或多个信号来检测电压的改变。另外，和/或备选地，主控制系统200可以监测与每个储能单元110相关联的电压，并且基于此类监测来检测电压的改变。

在（306），该方法包括发送一个或多个命令信号以选择性地耦合在多个总线160之中的多个储能单元110中的一个或多个，使得与充分类似的电压相关联的储能单元110耦合到相同的总线160。主控制系统200可以将一个或多个命令信号发送到储能单元110和/或控制系统120，以通过例如闭合转换开关170来选择性地将每个储能单元110耦合到总线160。每个储能单元110可以耦合到总线160，使得与充分类似的电压相关联的储能单元耦合到相同的总线。

作为一个示例，方法300可以包括至少基于与每个储能单元110相关联的电压对每个储能单元110进行分组，使得与充分充分类似的电压相关联的储能单元被包括在相同的组中。方法300可以包括发送一个或多个命令信号以将相同组内的储能单元110耦合到相同的总线。主控制系统200可以将每个储能单元110分组，使得与充分类似的电压相关联的储能单元可以被包括在相同的组中。此外，主控制系统200可以将一个或多个命令信号发送到储能单元110和/或控制系统120以将相同组内的储能单元110耦合到（例如，经由转换开关、接触器或其他元件）相同的总线。用这种方式，主控制系统200可以帮助防止过电压。

作为另一示例，方法300可以包括发送一个或多个命令信号以将一个或多个储能单元110从第一总线160A解耦，并响应于电压的改变而发送一个或多个命令信号以将一个或多个储能单元110耦合到多个总线的第二总线160B。主控制系统200可以发送一个或多个命令信号（例如，到储能单元110和/或控制系统120）以将一个或多个储能单元110从第一总线160A解耦。例如，储能单元110和/或控制系统120可以通过将转换开关170从闭合位置调整到相对于第一总线160A的打开位置来将储能单元110从第一总线160A解耦。

主控系统200可以响应于电压的改变而发送一个或多个命令信号(例如,到储能单元110和/或控制系统120)以将储能单元110耦合到第二总线160B。例如，基于电压的改变（例如，电压的降低），主控制系统200可以选择第二总线160B，其可以被耦合到与充分类似的电压相关联的一个或多个储能单元作为与电压的改变相关联的储能单元110。储能单元110和/或控制系统120可以通过将转换开关170从打开位置调整到相对于第二总线160B的闭合位置来将储能单元110耦合到第二总线160B。用这种方式，主控制系统200可以帮助防止经历电压的改变（例如，电压的降低）的储能单元110的过电压。

图4-7描绘了根据本公开的示例方面的示例储能单元110。储能单元110可以包括一个或多个串112A、112B和控制系统120（例如，电池组管理系统）。在储能单元具有多于一个串的情况下，串112A、112B可以并联耦合。每个串112A、112B可以包括串联耦合的多个电池113、114。在图4-7和/或本文所描述的实施例中，串112A和112B可以与相同的储能单元110和/或不同的储能单元110相关联。附加地和/或备选地，如图4-7中所示出的和本文所描述的，控制系统120可以包括储能单元110的一个或多个控制装置和/或不同储能单元110的一个或多个控制装置。

每个串112A、112B可以与选择性地可调整的开关（tap）位置相关联，以控制向功率系统提供功率的串中电池113、114的数量。虽然每个电池113、114可以被配置成向功率系统提供功率，但是控制系统120可以通过调整开关定位来控制电池113、114中的哪些实际上进行向功率系统提供功率。例如，每个电池113、114可以与被配置成防止和/或允许电池113、114（以及之前串联的所有电池）向功率系统提供功率的开关115、116（例如，转换开关、晶体管、接触器等）相关联。开关定位可以是开关被闭合所在的定位，从而允许电池通过开关提供功率。

作为示例，如图4中所示出的，开关115B被闭合并且可以允许电池113A和113B（以及串联耦合在113A下的任何电池）通过开关115B向功率系统提供功率。开关115C被打开并且可以防止电池113C向功率系统提供功率。开关定位可以与开关115B的定位相关联，电池113A、113B（以及串联耦合在113A下的任何电池）可以通过其向功率系统提供功率。用这种方式，电池113A、113B可以被包括在向功率系统提供功率的电池的数量中，而电池113C可以从向功率系统提供功率的电池的数量中排除。

控制系统120可以被配置成与串112和开关115、116中的每一个进行通信。控制系统120可以被配置成监测与串112A、112B中的每个相关联的电压，并且检测与串112A、112B中的一个或多个相关联的电压的改变。电压的改变可以是与电池故障相关联的电压的降低。控制系统120可以被配置成响应于电压的改变来调整对于串112A、112B中的至少一个的开关定位。

在一个示例中，一个或多个储能单元110可以包括包含串联耦合的第一个多个电池113A、113B、113C的第一串112A和包含串联耦合的第二个多个电池114A、114B、114C的第二串112B。第一串112A和第二串112B可以并联耦合。如果第一串112A的第一电池113B故障（例如，短路故障），则可存在与第一串112A相关联的电压的改变（例如，电压的降低）。控制系统120可以检测电压的改变并且可以被配置成调整对于串112A、112B中的至少一个的开关定位来平衡开路电压。

例如，当电压的改变是与第一串112A相关联的电压降低时，控制系统120可以被配置成调整与第一串112A相关联的开关定位以增加通过开关定位提供功率的第一串112A的电池113的数量。控制系统120可以通过将第一开关115B从闭合位置（例如，图4）调整到打开位置（例如，图5）和将第二开关115C从打开位置（例如，图4）调整到闭合位置（例如图5）来调整与第一串112A相关联的开关定位。这样的调整可以允许电池113C通过开关定位（例如，在图5的闭合的第二开关115C）提供功率。用这种方式，与第一串112A相关联的电压可以增加，使得它可以充分类似于在电池故障之前的与第一串112A相关联的电压。此外，通过调整与第一串112A相关联的开关定位，控制系统120可以平衡多个串之间的开路电压，使得多个串之间的开路电压充分类似（例如，在彼此的20％之内）。例如，第一串112A的电压可以充分类似于第二串112B的电压。这种平衡可以帮助避免第一串112A的过电压。

附加地和/或备选地，当第一串112A经历电压的改变（例如，电压的降低）时，控制系统120可以被配置成降低与第二串112B相关联的电压。例如，控制系统120可以调整与第二串112B相关联的开关定位，以减少通过开关定位提供功率的第二串112B的电池114的数量。控制系统120可以通过将第一开关116B从闭合位置（例如，图6）调整到打开位置（例如，图7）和将第二开关116A从打开位置（例如，图6）调整到闭合位置（例如，图7）来调整与第二串112B相关联的开关定位。这样的调整可以防止电池114B通过开关定位（例如，在闭合的第二开关116A处）提供功率并且可以降低与第二串112B相关联的电压。与第二串112B相关联的电压可以降低，使得它充分类似于在电池故障之后的与第一串112A相关联的电压。附加地和/或备选地，控制系统120可以采用类似的方式调整与多个串中的每个串（除了第一串112A之外）相关联的开关定位，以降低与每个串相关联的电压。用这种方式，控制系统120可以平衡多个串之中的开路电压，使得多个串之中的开路电压充分类似。

图8描绘了根据本公开的示例实施例的用于控制与储能单元相关联的开关定位的示例方法800的流程图。方法800可以在任何合适的储能单元中实现，诸如图4-7的储能单元110。另外，图8为了示例和论述的目的而描绘了以具体顺序执行的步骤。使用本文提供的公开，本领域的普通技术人员会了解到，在不偏离本发明的范围的情况下，本文的公开的任何方法的各种步骤可以采用各种方式被省略、重新排列、修改、扩展或改编。

在（802），方法800包括监测与包含串联耦合的第一个多个电池113的第一串112A相关联的电压。在（804），方法800包括监测与包含串联耦合的第二个多个电池114的第二串112B相关联的电压。第一串112A和第二串112B可以并联耦合。例如，控制系统120可以监测与第一串112A相关联的电压和/或与第二串112B相关联的电压。电压可以是开路电压。另外，和/或备选地，控制系统120可以监测与第一个和/或第二个多个电池113,114中的一个或多个电池相关联的电压。

在（806），方法800包括检测与第一串112A相关联的电压的改变。例如，控制系统120可以检测与第一串112A相关联的电压的改变。电压的改变可以是在电池113故障（例如，短路故障）时可以发生的与第一串112A相关联的电压降低。

在（808），方法800包括响应于电压的改变来调整对于第一串112A或第二串112B的开关定位。例如，控制系统120可以调整对于第一串112A和/或第二串112B的开关定位。在一个示例中，方法800可以包括调整与第一串112A相关联的开关定位以增加通过与第一串112A相关联的开关定位来提供功率的电池的数量。在第一串112A的电压的改变之前，如图4中所示出的，第一串112A可以与在被闭合的第一开关115B的开关定位相关联。当与第一串112A相关联的电压改变（例如，降低）时，控制系统120可以通过将第一开关115B从闭合位置调整到打开位置和将第二开关115C从打开位置调整到闭合位置来调整与第一串112A相关联的开关定位（如图4和5中所示出的）。通过调整对第二开关115C的开关定位，控制系统120可以允许附加电池113C（其在电压的改变之前没有通过开关定位提供功率）通过开关定位来提供功率（例如，在闭合的第二开关115C）。用这种方式，控制系统120可以增加与第一串112A相关联的电压并且平衡多个串之中的开路电压。

另外，和/或备选地，方法800可以包括调整对于第二串112B的开关定位来减少通过对于第二串112B的开关定位来提供功率的电池114的数量。例如，在与第一串112A相关联的电压的改变之前，第二串112B可以具有在第一开关116B的开关定位，如图6中所示出的。当与第一串112A相关联的电压改变（例如，降低）时，控制系统120可通过将第一开关116B从闭合位置调整到打开位置和将第二开关116A从打开位置调整到闭合位置来调整第二串112B相关联的开关定位（如图6和7中所示出的）。开关定位现在可以与闭合的第二开关116A相关联并且可以防止电池114B（其先前在第一串112A的电压的改变之前提供功率）通过开关定位（例如，在第二开关116A）来提供功率。用这种方式，控制系统120可以减少与第二串112B相关联的电压并且平衡第一和第二串112A、112B的开路电压。

虽然各种实施例的特定特征可以在一些附图中示出而不在其他附图中示出，但这仅仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征组合被引用和/或要求。

此书面描述使用示例来公开本发明（包括最佳模式），以及还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围通过权利要求书定义，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其它示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同结构元件，则它们确定为在权利要求的范围内。

Claims

1.一种储能系统，包含：

多个储能单元；

多个总线；以及

控制系统，被配置成接收指示与所述多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号，

其中所述控制系统被配置成发送一个或多个命令信号以选择性地将每个储能单元耦合到所述多个总线中的一个，所述耦合基于与所述储能单元相关联的电压，

其中所述多个储能单元中的每个包括一个或多个串，所述串包括串联耦合的多个电池，每个串与选择性地可调整的抽头位置相关联，以控制向功率系统提供功率的所述串中电池的数量。

2.权利要求1所述的储能系统，其中所述控制系统被配置成发送一个或多个命令信号以选择性地将每个储能单元耦合到所述多个总线中的一个，使得带有充分类似的电压的储能单元耦合到相同的总线。

3.权利要求1所述的储能系统，其中所述电压是开路电压（OCV）。

4.权利要求1所述的储能系统，其中所述多个总线的每个与功率转换器相关联。

5.权利要求1所述的储能系统，其中所述多个总线包含第一总线和第二总线。

6.权利要求5所述的储能系统，其中所述控制系统被配置成发送一个或多个命令信号以将储能单元从所述第一总线解耦并响应于与所述储能单元相关联的所述电压的改变而发送一个或多个命令信号以将所述储能单元耦合到所述第二总线。

7.权利要求6所述的储能系统，其中所述电压的所述改变是所述电压的降低。

8.一种控制储能系统的方法，所述储能系统包含多个储能单元和多个总线，所述方法包含：

通过一个或多个控制装置接收指示与所述多个储能单元中的每一个相关联的电压的一个或多个信号；

通过所述一个或多个控制装置检测所述多个储能单元中的至少一个的所述电压的改变；以及

通过所述一个或多个控制装置发送一个或多个命令信号以在所述多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个，使得与充分类似的电压相关联的储能单元耦合到相同的总线，

9.权利要求8所述的方法，其中通过所述一个或多个控制装置发送一个或多个命令信号以在所述多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个包含：

发送一个或多个命令信号以将所述一个或多个储能单元从所述多个总线的第一总线解耦，以及

响应于所述电压的改变，发送一个或多个命令信号以将所述一个或多个储能单元耦合到所述多个总线的第二总线。

10.权利要求8所述的方法，其中通过所述一个或多个控制装置发送一个或多个命令信号以在所述多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个包含：

至少基于与每个储能单元相关联的所述电压对所述多个储能单元中的每个储能单元进行分组，使得有充分类似的电压的储能单元被包括在相同的组中，以及

发送一个或多个命令信号以将相同组内的所述储能单元耦合到相同的总线。

11.权利要求8所述的方法，其中所述电压是开路电压（OCV）。

12.权利要求8所述的方法，其中所述电压的所述改变是所述电压的降低。

13.权利要求8所述的方法，其中所述电压的所述改变与电池故障相关联。

14.权利要求8所述的方法，其中所述多个总线中的每个总线与多个功率转换器中的功率转换器相关联。

15.一种对于储能系统的控制系统，所述控制系统包含一个或多个处理器和一个或多个存储器装置，所述一个或多个存储器装置存储计算机可读指令，所述计算机可读指令当由所述一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包含：

接收指示与多个储能单元中的每个储能单元相关联的电压的一个或多个信号；

检测所述多个储能单元中的至少一个的所述电压的改变；以及

发送一个或多个命令信号以在多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个，使得与充分类似的电压相关联的储能单元耦合到相同的总线，

16.权利要求15所述的控制系统，其中发送一个或多个命令信号以在所述多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个的所述操作包含：

响应于与所述一个或多个储能单元相关联的所述电压的改变，发送一个或多个命令信号以将所述一个或多个储能单元耦合到所述多个总线的第二总线。

17.权利要求15所述的控制系统，其中发送一个或多个命令信号以在所述多个总线之中选择性地耦合所述多个储能单元中的一个或多个的所述操作包含：

至少基于与每个储能单元相关联的所述电压对所述多个储能单元中的每个储能单元进行分组，使得与充分类似的电压相关联的储能单元被包括在相同的组中，以及

18.权利要求15所述的控制系统，其中所述电压是开路电压（OCV）。

19.权利要求15所述的控制系统，其中所述电压的所述改变是所述电压的降低。

20.权利要求15所述的控制系统，其中所述多个总线中的每个总线与多个功率转换器中的功率转换器相关联。