一种含DC/DC变换器的全钒液流电池安全充放电控制方法

摘要

本发明提供一种含DC/DC变换器的全钒液流电池(VRB)安全充放电的控制方法。该控制方法采用VRB组级联双向DC/DC变换器作为充放电接口，其中DC/DC变换器的内环为VRB侧电感平均电流控制，外环为恒功率、恒压、涓流切换控制的双闭环策略，以VRB荷电状态(SOC)及端电压限值为约束条件，提出对应的三阶段安全充放电控制模式。该方法考虑了含变换器的电池安全充放电控制模式，通过控制DC/DC变换器可以实现灵活的安全充放电模式切换；采用阶段式充放电控制方法可有效地防止电池过充和过放现象，防止由于充电电压过高或放电电压过低而造成电池损坏。

主权项

一种含DC/DC变换器的全钒液流电池安全充放电的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：检测VRB外部端实际电压信号Ub，VRB侧电感的实际电流信号IL；S2：将检测到的VRB外部端实际电压信号Ub与VRB侧电感实际电流信号IL相乘，获得VRB实际电功率信号Pbattery；S3：将功率设定值Pref、电流设定值Iref、电压设定值Uref分别与VRB实际电功率信号Pbattery、实际电流信号IL、实际电压信号Ub进行作差，将差值输入到充放电切换模块中，并根据切换命令选择不同的充放电模式，当需要充电时，进入步骤S4进行充电；当需要放电时，进入步骤S5进行放电；S4：当充电时，检测VRB端电压Ub值处于放电电压下限Ulow和充电电压上限Uhigh之间时，以功率设定值Pref等于充电功率设定值Pcharge向VRB进行恒功率快速充电；此刻，检测VRB实时的荷电状态SOC信号及VRB的外部端实际充放电压信号Ub，当检测到VRB外部端实际充放电压信号Ub超出限值时且SOC值没有超出限值时，则转为电压设定值Uref等于电压上限Uhigh进行充电，此时SOC信号将继续上升，直到其值越限时，转为电流设定值Iref等于充电涓流Imin进行充电，完成安全充电控制；S5：当放电时，检测VRB端电压Ub值处于放电电压下限Ulow和充电电压上限Uhigh之间时，以功率设定值Pref等于放电功率设定值Pdischarge向VRB进行恒功率快速放电；此时，检测VRB实时的荷电状态SOC信号及VRB的外部端实际充放电压信号Ub，若SOC信号未越限，而VRB外部端实际充放电压信号Ub低于放电电压下限时，转为电压设定值Uref等于电压下限值Ulow进行放电，此时SOC信号将继续降低，直到其值越限时，转为电流设定值Iref等于放电涓流Imin进行放电，完成安全放电控制；S6：按照选择的功率充放电模式将功率设定值Pfef与VRB实际电功率信号Pbattery作差，或按照选择的涓流充放电模式将电流设定值Iref与VRB侧电感实际电流信号IL作差，或按照选择的电压充放电模式将电压设定值Uref与VRB外部端实际电压信号Ub作差，通过处理该差值获得电流给定信号，再与VRB侧电感的实际电流信号IL作差，并通过再次得出的差值获取控制电压信号，所述控制电压信号经过处理后控制DC/DC变换器中IGBT电路的导通与关断；S7：重复循环步骤S1‑S6。