CN208571618U - 一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，包括电池单元，由串联的多组电池模块组成；主功率变换器用于控制电池单元的主电流，与电池单元并联，且主功率变换器接入三相交流电网；及辅助功率变换器，与多组电池模块连接并分别对每组电池模块进行闭环独立控制，用于控制每组电池模块的充放电电流与主电流的差值。本实用新型通过主功率变换器和辅助功率变换器实现对电池模块的差异电流部分进行独立控制，而无需对全部电池电流进行独立控制，且原边变换器采用集成单绕组结构，减小变流器的成本和损耗；同时副边变换器采用LLC谐振的电路拓扑，利用软开关技术有效降低高频条件下开关损耗及电磁干扰，提高电池模块的能量利用率。

Description

一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统

技术领域

本实用新型涉及储能系统领域以及电力电子变换器领域，具体涉及一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统。

背景技术

随着环境污染、气候变暖以及化石燃料储量的大幅度降低，利用可再生能源发电成为研究热点。新能源发电大规模并网的不稳定性、间歇性、不可预测性将会给电力系统的稳定运行带来新的挑战，而储能是应对这一挑战的最佳技术之一。其中，电池储能以其安装方便快捷、建造周期短、扩容改造(模块化)方便等优势，已经得到了广泛应用。

现有的模块化电池储能系统通常采用全功率独立控制型柔性成组储能系统。其主要有三种拓扑结构：H桥级联型柔性成组储能系统、模块化多电平变流器(MMC，modular-multilevel-converter)电池储能系统和DC- DC级联型柔性成组系统。在这现有的三种全功率独立控制柔性成组系统中，不论模块电池电流差异的大小，电池模块的全部充放电电流都要流过各自的变流器开关器件，造成器件电流应力大，导通损耗大等功率损耗，特别是在系统容量增加到较大基数时，问题更加突出。考虑到现阶段各电池模块容量基本在一定范围内波动，即使是梯次利用电池，容量差异也不会太大，没有必要对全部电池的电流进行独立控制。因此，目前亟待提出了一种结合软开关技术，更加高效、安全的部分功率独立电流控制的柔性成组储能系统，减小变流器的损耗和成本，以提高电池模块的能量利用率。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，以解决现有全功率模块化柔性成组系统中，开关器件流过电池模块的全部充放电电流而导致器件电流应力大、成本高，同时避开开关器件电压和电流重合而导致开关网络的导通损耗大的问题。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，所述的电池储能系统包括：

电池单元，所述的电池单元包括串联的多组电池模块；

主功率变换器，与所述的电池单元并联，所述的主功率变换器用于控制所述的电池单元的主电流，且主功率变换器接入三相交流电网，其中，主电流是指所有电池模块电流的相同部分；以及

辅助功率变换器，与多组电池模块连接，用于对各组电池模块的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，其中，充放电电流与主电流的差值为主电流的5％-20％，以适应不同电池模块之间存在的差异，使每个电池模块都能工作在最佳状态；

所述的主功率变换器通过矢量控制对主电流进行控制，所述的辅助功率变换器为双向隔离DC-DC变换器，通过引入同步控制策略对各电池模块的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，从而实现对多组电池模块充放电电流的独立控制。

进一步地，所述的主功率变换器为并网逆变器结构，包括：

第一电容器210，与所述的电池单元并联；以及

第一开关管Q₁至第六开关管Q₆，所述的第一开关管Q₁至所述的第六开关管Q₆的每个开关管分别反并联一个二极管，第一开关管Q₁的第一端连接在第一电感器的第一端，而第一开关管Q₁的第二端连接在电池单元的正极；第二开关管Q₂的第二端连接在第一电感器的第一端，而第二开关管Q₂的第一端连接在电池单元的负极；第三开关管Q₃的第一端连接在第二电感器的第一端，而第三开关管Q₃的第二端连接在电池单元的正极；第四开关管Q₄的第二端连接在第二电感器的第一端，而第四开关管Q₄的第一端连接在电池单元的负极；第五开关管Q₅的第一端连接在第三电感器的第一端，而第五开关管Q₅的第二端连接在电池单元的正极；第六开关管Q₆的第二端连接在第三电感器的第一端，而第六开关管Q₆的第一端连接在电池单元的负极，第一电感器、第二电感器和第三电感器的第二端分别接入三相交流电网的一相U_a、U_b、U_c。

进一步地，所述的第一开关管Q₁至所述的第六开关管Q₆是绝缘栅双极晶体管或者金属-氧化物半导体场效应晶体管，并根据不同电压等级的应用场合选用合适的功率开关管。

进一步地，所述的辅助功率变换器包括：

原边集成式高频隔离变压器，所述的原边集成式高频隔离变压器包括一个集成原边绕组和多个副边绕组：

原边变换器，与所述的集成原边绕组连接；以及

多个副边变换器，每个副边绕组通过每个副边变换器与每组电池模块对应连接，实现对各组电池模块的充放电电流与主电流的差值的独立闭环控制。

进一步地，所述的原边变换器是全桥式变换器结构，包括第七开关管 Q₇至第十开关管Q₁₀，所述的第七开关管Q₇至所述的第十开关管Q₁₀的每个开关管分别反并联一个二极管，第七开关管Q₇的第一端连接在电池单元的正极，第七开关管Q₇的第二端连接在集成原边绕组的第一端子；第八开关管Q₈的第一端连接在集成原边绕组的第一端子，第八开关管Q₈的第二端连接在电池单元的负极；第九开关管Q₉的第一端连接在电池单元的正极，第九开关管Q₉的第二端连接在集成原边绕组的第二端子；第十开关管Q₁₀的第一端连接在集成原边绕组的第二端子，第十开关管Q₁₀的第二端连接在电池单元的负极。

进一步地，所述的第七开关管Q₇至所述的第十开关管Q₁₀是绝缘栅双极晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管，并根据不同电压等级的应用场合选用合适的功率开关管。

进一步地，所述的副边变换器是LLC全桥谐振变换器结构，包括：

第二电容器，与电池模块并联；以及

第十一开关管S₁至第十四开关管S₄，所述的第十一开关管S₁至所述的第十四开关管S₄的每个开关管分别反并联一个二极管，所述的第十一开关管S₁的第一端连接在电池模块的正极，所述的第十一开关管S₁的第二端依次通过第四电感器、第一谐振电容、第一谐振电感器的第一端连接在副边绕组的第一端子；所述的第十二开关管S₂的第一端依次通过第四电感器、第一谐振电容、第一谐振电感器的第一端连接在所述的副边绕组的第一端子，所述的第十二开关管S₂的第二端连接在电池模块的负极；所述的第十三开关管S₃的第一端连接在电池模块的正极，所述的第十三开关管S₃的第二端通过所述的第一谐振电感器的第二端子连接在所述的副边绕组的第二端子；所述的第十四开关管S₄的第一端通过所述的第一谐振电感器的第二端子连接在所述的副边绕组的第二端子，所述的第十四开关管S₄的第二端连接在电池模块的负极；所述的第一谐振电感器与所述的副边绕组并联。

进一步地，所述的第十一开关管S₁至所述的第十四开关管S₄是绝缘栅双极晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管，可根据应用场合的不同电压等级选用合适的开关管。

进一步地，所述主功率变换器采用矢量控制驱动开关管的导通与关断，所述的矢量控制为正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制中的一种。

进一步地，所述的辅助功率变换器采用同步控制驱动原副边变换器的开关管导通与关断，所述同步控制是开关管信号完全相同，且占空比为50％，上下桥臂信号完全互补。

进一步地，所述的电池模块为低压电池模块或电池单体，包括新生产的锂离子电池模块、铅酸电池模块、超级电容器模块、镍氢电池模块和退运电池。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1)本实用新型中，主功率变换器承担大部分的功率，控制电池单元的主电流，提高整机效率；辅助功率变换器采用原边集成的拓扑结构，减小电池储能系统的控制功率的损耗、成本、体积以及重量，在满足一个原边对应多个极限副边的情况下，当需要增加电池组模块时，每个电池组模块只用在副边添加一个全桥变换器，原边保持不变，且不会对原电路造成影响，并且辅助功率变换器通过控制电池模块充放电电流与主电流之间的差异部分，可以适应多电池组电池模块的不一致性，提高电池能量利用率。

2)同时，本实用新型还引进软开关技术，在每个副边电路中采用全桥 LLC谐振控制，实现ZVS软开关，有效的解决了电力开关器件的导通损耗，提高电能利用率；原边功率为所有副边功率之和，副边正负功率抵消后原边功率几乎可以忽略不计。

3)本实用新型可以适用于中大功率、中等电压等级、对效率、频率、成本及利用率要求较高的储能系统应用场合。

附图说明

图1是本实用新型中公开的电池储能系统优选实施例的主电路图；

图2是本实用新型中公开的电池储能系统优选实施例原边等效电路图；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

图1给出了本实用新型所述电池储能系统优选实施例的主电路图，如图1所示，本实用新型所述的电池储能系统包括：

电池单元100，所述的电池单元包括串联的多组电池模块110，也可以是串联的电池单体；

主功率变换器200，与所述的电池单元100并联，主功率变换器200 用于控制所述的电池单元100的主电流，且主功率变换器200接入三相交流电网，其中，主电流是指所有电池模块电流的相同部分；以及

辅助功率变换器300，与多组电池模块110连接，用于对各组电池模块110的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，其中，充放电电流与主电流的差值优选为主电流的5％-20％，以适应不同电池模块之间存在的差异，使每个电池模块都能工作在最佳状态；

电池模块中只有小部分电流通过各电池模块所对应的功率变换器的开关器件，减小器件电流应力和导通损耗、降低成本、实现提高电池模块的能量利用率。

通过主功率变换器200和辅助功率变换器300分别对主电流和差异电流控制，从而实现对电池模块110充放电电流的独立控制，提高电池模块 110的能量利用率。

其中，电池模块110可以是新生产的锂离子电池模块、铅酸电池模块、超级电容器模块或镍氢电池模块等，也可以是其他系统中的退运电池，以实现退运电池的梯次利用，充分发挥剩余电池的利用价值，有利于环境保护和资源节约，而电池模块110优选为低压电池模块，另一优选为电池单体。

如图1所述，主功率变换器200优选为并网逆变器结构，包括：

第一电容器210，与所述电池单元100并联；以及

第一开关管Q₁至第六开关管Q₆，所述的第一开关管Q₁至所述的第六开关管Q₆的每个开关管分别反并联一个二极管220，第一开关管Q₁的第一端连接在第一电感器230的第一端，而第一开关管Q₁的第二端连接在电池单元100的正极；第二开关管Q₂的第二端连接在第一电感器230的第一端，而第二开关管Q₂的第一端连接在电池单元100的负极；第三开关管Q₃的第一端连接在第二电感器240的第一端，而第三开关管Q₃的第二端连接在电池单元100的正极；第四开关管Q₄的第二端连接在第二电感器240的第一端，而第四开关管Q₄的第二端连接在电池单元100的负极；第五开关管Q₅的第一端连接在第三电感器250的第一端，而第五开关管Q₅的第二端连接在电池单元100的正极；第六开关管Q₆的第二端连接在第三电感器250的第一端，而第六开关管Q₆的第一端连接在电池单元100的负极，第一电感器230、第二电感器240和第三电感器250的第二端分别接入三相交流电网的一相U_a、U_b、U_c。

第一开关管Q₁至第六开关管Q₆可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)，可根据应用场合的不同电压等级选用合适的开关管。优选IGBT，第一开关管Q₁至第六开关管Q₆的第一端是IGBT的发射集端子，第一开关管Q₁至第六开关管Q₆的第二端是IGBT的集电极端子。

主功率变换器200通过矢量控制对主电流进行控制，所述矢量控制包括正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)中的一种。

本实用新型的辅助功率变换器300采用一个原边绕组311的原边集成式高频变压器310对应多个副边绕组312，使成本、损耗、体积以及重量相应减少。辅助功率变换器300通过引入同步控制策略对各电池模块110 的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，其中，同步控制是开关管信号完全相同，且为50％占空比(忽略死去时间)，上下桥臂信号完全互补。

辅助功率变换器300包括：

原边集成式高频隔离变压器310，所述的原边集成式高频隔离变压器 310包括一个集成原边绕组311和多个副边绕组312：

原边变换器320，与所述的集成原边绕组311连接；以及

多个副边变换器330，每个副边绕组312通过每个副边变换器330与每组电池模块110对应连接，实现对各组电池模块110的充放电电流与主电流的差值的独立闭环控制。

在电池单元100的主电流基础上，各组电池模块110充放电电流与主电流之间的差异电流有正有负，所以辅助变化器300优选为双向隔离DC- DC变换器。

如图1所示，双向隔离DC-DC变换器是双向隔离LLC全桥谐振变换器结构，原边变换器320是全桥式变换器结构，包括第七开关管Q₇至第十开关管Q₁₀，所述的第七开关管Q₇至所述的第十开关管Q₁₀的每个开关管分别反并联一个二极管220，第七开关管Q₇的第一端连接在电池单元100的正极，第七开关管Q₇的第二端连接在集成原边绕组311的第一端子；第八开关管Q₈的第一端连接在集成原边绕组311的第一端子，第八开关管Q₈的第二端连接在电池单元100的负极；第九开关管Q₉的第一端连接在电池单元100的正极，第九开关管Q₉的第二端连接在集成原边绕组311的第二端子；第十开关管Q₁₀的第一端连接在集成原边绕组311的第二端子，第十开关管Q₁₀的第二端连接在电池单元100的负极。

第七开关管Q₇至第十开关管Q₁₀可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT， Insulated GateBipolar Transistor)也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)，可根据应用场合的不同电压等级选用合适的开关管。优选IGBT，第七开关管Q₇至第十开关管Q₁₀的第一端是IGBT的集电极端子，第九开关管Q₇至第十开关管Q₁₀的第二端是IGBT的发射极端子。

如图1所示，所述的副边变换器330是LLC全桥谐振变换器结构，采用LLC全桥谐振结构能够很好地利用了软开关技术，减小开关器件的导通损耗、电磁干扰以及发热严重的问题，特别是在高频工作的环境下优点比全桥结构更为显著，副边变换器330包括：

第二电容器331，与电池模块110并联；以及第十一开关管S₁至第十四开关管S₄，所述的第十一开关管S₁至所述的第十四开关管S₄的每个开关管分别反并联一个二极管220，所述的第十一开关管S₁的第一端连接在电池模块110的正极，所述的第十一开关管S₁的第二端依次通过第四电感器 334、第一谐振电容335、第一谐振电感器336的第一端连接在副边绕组 313的第一端子；所述的第十二开关管S₂的第一端依次通过第四电感器334、第一谐振电容335、第一谐振电感器336的第一端连接在所述的副边绕组 313的第一端子，所述的第十二开关管S₂的第二端连接在电池模块110的负极；所述的第十三开关管S₃的第一端连接在电池模块110的正极，所述的第十三开关管S₃的第二端通过所述的第一谐振电感器336的第二端子连接在所述的副边绕组313的第二端子；所述的第十四开关管S₄的第一端通过所述的第一谐振电感器336的第二端子连接在所述的副边绕组313的第二端子，所述的第十四开关管S₄的第二端连接在电池模块110的负极；所述的第一谐振电感器336与所述的副边绕组313并联。

第十一开关管S₁至第十四开关管S₄可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT， InsulatedGate Bipolar Transistor)也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)，可根据应用场合的不同电压等级选用合适的开关管。优选MOSFET，第十一开关管S₁至第十四开关管S₄的第一端是MOSFET的源极端子，第十一开关管S₁至第十四开关管S₄的第二端是MOSFET的漏极端子。

原边变换器320的直流侧可以直接接在如前所述的电池储能系统内部电池单元100的两端，也可以接入其他外加直流电源的两端。

以下以双向LLC全桥式谐振变换器同步控制为例，结合图1、图2详细说明本实用新型所述电池储能系统的工作原理。

根据谐振频率公式可得LLC谐振变换器的谐振频率为：

式(1)中，f_s为谐振频率，L_r1、L_r2、…、L_rn为副边的谐振电感，C_r1、 C_r2、…、C_rn为副边的谐振电容。

假设L_r1＝L_r2＝…＝L_rn＝L_r，C_r1＝C_r2＝…＝C_rn＝C_r，则各个副边变换器的谐振频率均相同。当开关频率大于或等于谐振频率时，变换器原边开关实现ZVS，副边开关管实现ZCS；在开关频率小于谐振频率时，副边开关管虽然无法实现ZCS，但电流会在死区时间内迅速减小至0，关断电流较小，关断损耗较小。

故通过合理控制辅助功率变换器的开关频率，不仅够有效地克服整流二极管的反向恢复损耗，而且有利于实现开关管的软开关。

通过叠加定理可得图2中A点电压为：

式(2)中，V_A为A点电压，V_p为变压器原边电压，Z_p为变压器原边等效阻抗，即原边等效阻抗为原边漏感(Z_p＝L_p)，V₁、V₂、…、V_n分别为变压器副边电压，V′₁、V′₂、…、V′_n为变压器副边电压折算到原边的等效电压，Z_s1、Z_s2、…、Z_sn分别为副边各绕组的等效阻抗，即副边各绕组的等效阻抗为漏感、外加电感、谐振电感以及谐振电容之和。Z′_s1、Z′_s2、Z′_s3、…、Z′_sn为折算到原边的的等效阻抗。

假设Z′_s1＝Z′_s2＝Z′_s3＝…＝Z′_sn＝Z_s，并用z_i(i＝0,1,2,…,n)来代替(2) 中各项分式，则有：

z₂＝z₃＝…＝z_n＝z₁

故可得：

V_A＝V_p×z₀+V′₁×z₁+…+V′_n×z_n

＝V_p×z₀+(V′₁+V′₂+…+V′_n)×z₁

……

式中，i′₁、i′₂、…、i′_n为变压器副边电流折算到原边的等效电流。

通过上式可得到变压器各组副边的电流折算到原边的电流i′₁至i′_n，显而易见，i′₁的电流不仅由V_p和V′₁决定，还由其他副边电压决定，故各个副边之间还存在耦合关系。为达到独立控制每个电池模块的差电流的目的，需要对多组副边进行解耦。

现假设Z_s＞＞Z_p，即每个副边的等效阻抗远远大于原边的等效阻抗，则得到：

经过解耦处理之后，则有：

……

每个折算到原边的电流i′₁、i′₂、…、i′_n经过解耦处理之后都是相互独立的，从而实现每个模块的差异电流也是互相独立的。通过选择合适的原副边阻抗，使每个副边的等效阻抗远远大于原边的等效阻抗，可以实现对多个电池模块的差异电流的独立闭环控制。I_M1为主功率变换器直流侧输出电流，I_M为所有串联电池模块的主电流，I_B1、I_B2、…、I_Bn为每个电池模块的充放电电流，I_d1、I_d2、…、I_dn为主电流和每个模块的充放电电流之间的差异电流，一般取差异电流为主电流的5％-20％。

如图1所述，规范我们所选的电池模组或电池单体的电压差异不大，即可假设v_d1＝v_d2＝…＝v_dn，同时，由于辅助功率变换器采用双向LLC全桥谐振结构，大大减小了开关管的导通损耗，考虑理想情况下，辅助功率变换器在能量传输过程中的损耗可以忽略不计。根据功率守恒可知，原边变换器的功率P_p等于副边变换器差异功率之和，则有：

P_p＝P_∑s＝P_d1+P_d2+…+P_dn

＝v_d1I_d1+v_d2I_d2+…+v_dnI_dn

＝v_d1(I_d1+I_d2+…+I_dn)

v_dp为原边直流侧电压，等于所有电池单元电压，则原边变换器直流侧电流I_dp为：

通过合理优化控制使电池单元的主电流I_M为所有电池电流的平均电流，则I_d1、I_d2、…、I_dn等差异电流有正有负，正负抵消后使差异电流和为0，可得：

由于I_dp为0，则集成原边功率几乎为0，原边变换器的损耗、成本也随之降低。

综上所述，该部分功率独立控制的电池储能系统通过给定合理的控制电流，可以实现电池储能系统辅助功率变换器的控制功率大大降低，开关管所承受的电流应力减小，绝对损耗降低，提高了电池的能量利用率。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的电池储能系统包括：

电池单元，所述的电池单元包括串联的多组电池模块；

主功率变换器，与所述的电池单元并联，所述的主功率变换器用于控制所述的电池单元的主电流，且主功率变换器接入三相交流电网，其中，主电流是指所有电池模块电流的相同部分；以及

辅助功率变换器，与多组电池模块连接，用于对各组电池模块的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，其中，充放电电流与主电流的差值为主电流的5％-20％，以适应不同电池模块之间存在的差异，使每个电池模块都能工作在最佳状态；

其中，所述的主功率变换器通过矢量控制对主电流进行控制，所述的辅助功率变换器为双向隔离DC-DC变换器，通过引入同步控制策略对各电池模块的充放电电流与主电流的差值进行独立闭环控制，从而实现对多组电池模块充放电电流的独立控制。

2.根据权利要求1所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的主功率变换器为并网逆变器结构，包括：

第一电容器210，与所述的电池单元并联；以及

第一开关管Q₁至第六开关管Q₆，所述的第一开关管Q₁至所述的第六开关管Q₆的每个开关管分别反并联一个二极管，第一开关管Q₁的第一端连接在第一电感器的第一端，而第一开关管Q₁的第二端连接在电池单元的正极；第二开关管Q₂的第二端连接在第一电感器的第一端，而第二开关管Q₂的第一端连接在电池单元的负极；第三开关管Q₃的第一端连接在第二电感器的第一端，而第三开关管Q₃的第二端连接在电池单元的正极；第四开关管Q₄的第二端连接在第二电感器的第一端，而第四开关管Q₄的第一端连接在电池单元的负极；第五开关管Q₅的第一端连接在第三电感器的第一端，而第五开关管Q₅的第二端连接在电池单元的正极；第六开关管Q₆的第二端连接在第三电感器的第一端，而第六开关管Q₆的第一端连接在电池单元的负极，第一电感器、第二电感器和第三电感器的第二端分别接入三相交流电网的一相U_a、U_b、U_c。

3.根据权利要求2所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的第一开关管Q₁至所述的第六开关管Q₆是绝缘栅双极晶体管或者金属-氧化物半导体场效应晶体管，并根据不同电压等级的应用场合选用合适的功率开关管。

4.根据权利要求1所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的辅助功率变换器包括：

原边集成式高频隔离变压器，所述的原边集成式高频隔离变压器包括一个集成原边绕组和多个副边绕组：

原边变换器，与所述的集成原边绕组连接；以及

多个副边变换器，每个副边绕组通过每个副边变换器与每组电池模块对应连接，实现对各组电池模块的充放电电流与主电流的差值的独立闭环控制。

5.根据权利要求4所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的原边变换器是全桥式变换器结构，包括第七开关管Q₇至第十开关管Q₁₀，所述的第七开关管Q₇至所述的第十开关管Q₁₀的每个开关管分别反并联一个二极管，第七开关管Q₇的第一端连接在电池单元的正极，第七开关管Q₇的第二端连接在集成原边绕组的第一端子；第八开关管Q₈的第一端连接在集成原边绕组的第一端子，第八开关管Q₈的第二端连接在电池单元的负极；第九开关管Q₉的第一端连接在电池单元的正极，第九开关管Q₉的第二端连接在集成原边绕组的第二端子；第十开关管Q₁₀的第一端连接在集成原边绕组的第二端子，第十开关管Q₁₀的第二端连接在电池单元的负极。

6.根据权利要求5所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的第七开关管Q₇至所述的第十开关管Q₁₀是绝缘栅双极晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管，并根据不同电压等级的应用场合选用合适的功率开关管。

7.根据权利要求4所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的副边变换器是LLC全桥谐振变换器结构，包括：

第二电容器，与电池模块并联；以及

第十一开关管S₁至第十四开关管S₄，所述的第十一开关管S₁至所述的第十四开关管S₄的每个开关管分别反并联一个二极管，所述的第十一开关管S₁的第一端连接在电池模块的正极，所述的第十一开关管S₁的第二端依次通过第四电感器、第一谐振电容、第一谐振电感器的第一端连接在副边绕组的第一端子；所述的第十二开关管S₂的第一端依次通过第四电感器、第一谐振电容、第一谐振电感器的第一端连接在所述的副边绕组的第一端子，所述的第十二开关管S₂的第二端连接在电池模块的负极；所述的第十三开关管S₃的第一端连接在电池模块的正极，所述的第十三开关管S₃的第二端通过所述的第一谐振电感器的第二端子连接在所述的副边绕组的第二端子；所述的第十四开关管S₄的第一端通过所述的第一谐振电感器的第二端子连接在所述的副边绕组的第二端子，所述的第十四开关管S₄的第二端连接在电池模块的负极；所述的第一谐振电感器与所述的副边绕组并联。

8.根据权利要求7所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的第十一开关管S₁至所述的第十四开关管S₄是绝缘栅双极晶体管或金属-氧化物半导体场效应晶体管，可根据应用场合的不同电压等级选用合适的开关管。

9.根据权利要求1所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的主功率变换器采用矢量控制驱动开关管的导通与关断，所述的矢量控制为正弦脉宽调制和空间矢量脉宽调制中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种多绕组谐振独立电流控制的电池储能系统，其特征在于，所述的辅助功率变换器采用同步控制驱动原副边变换器的开关管导通与关断，所述的同步控制是开关管信号完全相同，且占空比为50％，上下桥臂信号完全互补。