CN114374199A - 一种储能*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种储能***，其在至少一个电池单元的温度低于预设温度时，控制相应电池单元与直流母线上所接的供流设备之间形成电能变换和传输的通路；由于电池单元内部有一定的内阻，所以在其与供流设备进行电能传输的过程中即可在其内阻上产生焦耳热，进而实现对自身进行加热的目的；且通过电能传输来为电池单元进行加热的过程，其热量来自于电池单元内部，所以加热均匀、速度快。另外，实现上述电能传输的过程，可以借助于储能***中的相应电路，无需增设任何外部设备，避免了增加外部设备带来的成本高、结构复杂及安全性低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种储能***。
背景技术
清洁能源的存贮与转换对解决全球变暖有重要意义，锂离子电池以其功率大、能量密度高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长及环境友好等优势得到了广泛研究和关注。
然而，锂离子动力电池的外特性易受环境温度的影响，特别是低温环境下，其容量有所下降，低温充电时不仅充不满，还会对电池造成伤害，降低电池的使用寿命和电池的有效容量。因此，低温环境下，在电池使用前，需进行预加热，使电池内芯达到正常工作温度范围。
传统的电池预加热方法，主要是采用空调通过气体对其进行外部加热，不仅过程缓慢，而且加热不均匀；另外，现有技术中还有采用液体、相变材料、电加热丝等设备进行外部加热的方法，其加热也不均匀，而且结构复杂、成本高、安全性低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种储能***，通过对电池单元和与直流母线所接的供流设备之间进行电能的变换和传输，来对电池单元进行加热，避免了增加外部设备带来的成本高、结构复杂及安全性低的问题，而且加热均匀、速度快。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种储能***，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少两个电池单元及其传输支路；其中，
各所述电池单元分别通过相应所述传输支路连接所述DC/AC变换电路的直流母线；
所述直流母线的正负极之间设置有母线电容；
所述DC/AC变换电路的交流侧连接电网和/或负载；
所述控制器用于控制各所述传输支路及所述DC/AC变换电路工作，使各所述电池单元实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输；所述控制器还用于在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度时，控制相应所述电池单元与所述直流母线上所接的供流设备之间形成电能变换和传输的通路，以对相应所述电池单元进行加热。
可选的，所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，所述通路中包括：所述供流设备与所述直流母线之间的设备，及，相应所述电池单元的所述传输支路。
可选的，所述传输支路，包括：DC/DC变换电路；
所述供流设备为：其他至少一个所述电池单元；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：控制所述供流设备与相应所述电池单元之间的所述DC/DC变换电路，以预设频率向相应所述电池单元进行充放电。
可选的，所述供流设备向所述直流母线传输的充放电电流，其电流值为：稳定不变的或根据相应所述电池单元的热参数和电参数中的至少一种而变化的。
可选的，所述供流设备向所述直流母线传输的充放电电流，为周期性出现的正负电流；且，其出现周期可调。
可选的，若各所述电池单元的温度均低于所述预设温度，则所述控制器逐一或分批对各所述电池单元进行交错加热。
可选的，还包括：至少两个隔离装置；各所述电池单元分别通过相应的所述隔离装置连接所述DC/AC变换电路的交流侧；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，所述通路中包括：所述供流设备与所述直流母线之间的设备、所述DC/AC变换电路及相应所述电池单元所接的所述隔离装置。
可选的，所述传输支路，包括：设置于正极支路和/或负极支路上的断路器；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：控制所述供流设备向所述直流母线进行充电，并控制所述DC/AC变换电路工作，通过相应所述电池单元所接的所述隔离装置，向相应所述电池单元进行预设频率的充放电。
可选的，所述DC/AC变换电路输出的交流电流，其电流值为：稳定不变的或根据相应所述电池单元的热参数和电参数中的至少一种而变化的。
可选的，所述供流设备为：其他至少一个所述电池单元，或者，至少一路光伏组串。
可选的，若各所述电池单元的温度均低于所述预设温度，则：
所述供流设备为其他至少一个所述电池单元时，所述控制器逐一或分批对各所述电池单元进行交错加热；
所述供流设备为至少一路光伏组串时，所述控制器逐一、分批或统一对各所述电池单元进行加热。
可选的，所述控制器在控制相应所述电池单元与所述供流设备之间形成所述通路之后，还用于：检测所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元的内阻，并根据所述内阻判断相应所述电池单元的当前质量。
可选的，所述控制器在检测所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元的内阻时，具体用于：通过改变向相应所述电池单元进行充放电的频率，并检测各频率下所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元在各频率下的内阻。
可选的，所述隔离装置，包括：设置于正极支路和/或负极支路上、与相应所述电池单元串联连接的直流隔离器件及开关；
所述开关受控于所述控制器，并在相应所述电池单元的温度低于所述预设温度时处于闭合状态。
可选的，所述直流隔离器件为电容。
可选的，还包括：设置于所述DC/AC变换电路的交流侧与所述电网和/或所述负载之间的交流断路器。
可选的，所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：在所述储能***正常工作之前，对相应所述电池单元进行加热；或者，在所述储能***正常工作的同时，对相应所述电池单元进行加热。
可选的，所述控制器在对相应所述电池单元进行加热时，还用于：实时监测其热参数和电参数，若其热参数超过相应上限值，或者，其电参数超过相应范围，则减小所述通路中的电流绝对值。
可选的，所述控制器在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度时，还用于：先判断相应所述电池单元的电参数是否在相应范围内；若其电参数均在相应范围内，才对相应所述电池单元进行加热；否则，不对相应所述电池单元进行加热。
本发明提供的储能***，其在至少一个电池单元的温度低于预设温度时，控制相应电池单元与直流母线上所接的供流设备之间形成电能变换和传输的通路；由于电池单元内部有一定的内阻，所以在其与供流设备进行电能传输的过程中即可在其内阻上产生焦耳热，进而实现对自身进行加热的目的；且通过电能传输来为电池单元进行加热的过程，其热量来自于电池单元内部，所以加热均匀、速度快。另外，实现上述电能传输的过程，可以借助于储能***中的相应电路，无需增设任何外部设备，避免了增加外部设备带来的成本高、结构复杂及安全性低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的储能***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的储能***的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的储能***的另一结构示意图；
图4a为图3结构下两个DC/DC变换电路中变换支路上的电流波形图；
图4b为本发明实施例提供的充放电电流的有效值的波形示意图；
图5a和图5b为本发明实施例提供的储能***的另外两种结构示意图；
图6a、图6b及图6c分别为本发明实施例提供的隔离装置的三种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了实现对于电池单元的加热，现有技术中，增加硬件的方式，其成本高、***复杂且安全性低；而通过空调进行加热的方式，时间过长；而且，两者均存在加热不均匀的问题。因此，本发明提供一种储能***，通过对电池单元和与直流母线所接的供流设备之间进行电能的变换和传输，来对电池单元进行加热，避免了增加外部设备带来的成本高、结构复杂及安全性低的问题，而且加热均匀、速度快。
如图1所示，该储能***包括：控制器(图中未展示)、DC/AC变换电路101、至少两个电池单元103及其传输支路102；其中：
各电池单元103分别通过相应传输支路102连接DC/AC变换电路101的直流母线，各传输支路102分别用于实现相应电池单元102与直流母线之间的电能传输。直流母线的正负极之间设置有母线电容，该母线电容包括C1(其电压为VbusP)和C2(其电压为VbusN)。DC/AC变换电路101的交流侧连接电网和/或负载。
该电池单元103，可以是指电池簇，也可以是指电池包等。该储能***，可以应用于光伏发电***中，此时，为了匹配光伏发电***中光伏组串的电压，该电池单元103优选为电池簇。视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
当该储能***应用于光伏发电***中时，各电池单元103可以与各光伏组串共用DC/AC变换电路101，也即直流母线上还可以连接有至少一路光伏组串；各路光伏组串可以分别通过相应的DC/DC变换电路(如图2中所示的DC/DCm)连接直流母线，也可以分别通过相应的断路器连接直流母线。而且，此时，该DC/AC变换电路101可以是储能***内部的电路结构，也可以是光伏发电***逆变器中的电路结构；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
正常情况下，该控制器用于控制各传输支路102及DC/AC变换电路101工作，使各电池单元103实现与电网和/或负载之间的电能变换和传输；比如，控制各电池单元103输出电能，依次通过相应的传输支路102及该DC/AC变换电路101，为电网和/或负载供电；或者，控制各电池单元103依次通过相应的传输支路102及该DC/AC变换电路101，从电网接收电能进行充电；又或者，还可以控制各电池单元103通过直流母线从光伏组串接收电能进行充电。
除此以外，该控制器还用于：在至少一个电池单元103的温度低于预设温度时，控制相应电池单元103与直流母线上所接的供流设备之间形成电能变换和传输的通路；此时，该供流设备可以通过直流母线为相应电池单元103提供电流流通的对象，由于电池单元103内部有一定的内阻，所以在其进行电能传输的过程中即可在其内阻上产生焦耳热，进而实现对自身进行加热的目的。比如，实际应用中，可以采用其他至少一个电池单元103作为该供流设备，与当前需要加热的电池单元103形成上述通路，并通过电能的传输对其进行加热。
本实施例提供的该储能***，其通过电能传输来为电池单元103进行加热的过程，其热量来自于电池单元103内部，所以加热均匀、速度快。另外，实现上述电能传输的过程，可以借助于储能***中的相应电路，无需增设任何外部设备，避免了增加外部设备带来的成本高、结构复杂及安全性低的问题。
另外，该控制器对相应电池单元103进行加热的过程，具体可以是在储能***正常工作之前执行，或者，也可以是在储能***正常工作的同时执行；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
需要说明的是，温度越低，电池单元103越会比较容易因为充电导致过压(超过其最大值Vmax)或者因为放电导致欠压(低于其最小值Vmin)，或者，其SOC(State of Charge，电池荷电状态，也称剩余电量)超过相应最大值SOCmax或者低于相应最小值SOCmin，因此，实际应用中，可以对每个电池单元103都采样其温度(如图1中所示的Temp1和Tempn)、SOC值及电压(如图1中所示的Vrack1和Vrackn)；而且，当控制器对相应电池单元103进行加热时，为了防止电池单元103出现异常，还可以实时监测其温度、电压和SOC，若其温度超过温度上限值，或者，其电压或SOC超过相应范围，则减小通路中的电流绝对值，最低可以到0；进而使得其温度不超过温度上限值Tempmax，其电压处于相应的范围[Vmin，Vmax]内，其SOC也处于相应的范围[SOCmin，SOCmax]内。
更为优选的，在控制器发现存在至少一个电池单元103的温度低于预设温度时，还可以先判断相应电池单元103的电压或SOC是否在相应范围内；若其电压和SOC均在相应范围内，才对相应电池单元103进行加热；否则，不对相应电池单元103进行加热，确保电池单元103处于正常状态。
在上一实施例的基础之上，本实施例给出了一种加热时的具体通路示例，如图3所示，各传输支路102均包括DC/DC变换电路，其具体用于实现相应电池单元103与直流母线之间的电能变换和传输；当控制器用于对相应电池单元103进行加热时，这些电池单元103与为其加热的供流设备之间所形成的通路中，具体包括：供流设备与直流母线之间的设备，及，相应电池单元103的传输支路102。
而且，为这些电池单元103进行加热的供流设备，具体为其他至少一个电池单元103；也即，控制器会控制不同的电池单元103，通过两者之间的DC/DC变换电路和直流母线，为其中一方进行加热。
需要说明的是，为了实现各电池单元103的基本功能，各DC/DC变换电路均为可双向运行的DC/DC变换电路；更为优选的，各DC/DC变换电路中还可以包含有旁路支路。
实际应用中，当控制器对相应电池单元103进行加热时，具体用于：控制供流设备与相应电池单元103之间的DC/DC变换电路，以预设频率向相应电池单元103进行充放电。优选的，任意时刻，进行放电的电池单元103，具体可以通过其DC/DC变换电路的旁路支路进行放电，则其DC/DC变换电路中的变换支路中无电流；而进行充电的电池单元103，具体是通过其DC/DC变换电路的变换功能进行充电。
也即，控制器实时监测各电池单元103的温度，若至少一个电池单元103的温度低于预设温度，则以一定的预设频率对其DC/DC变换电路进行来回进行充放电，使得相应电池单元103能够以该预设频率进行来回充放电，该预设频率具体可以为10Hz，但并不仅限于此；由于电池单元103的内部有一定的内阻，所以通过一定频率的来回充放电，即可达到给电池单元103进行加热的目的。
假设储能***中共有两个电池单元103及其DC/DC变换电路，则加热过程中，某一时刻控制器的具体控制会是：给其中一路DC/DC变换电路进行放电，并给另外一路DC/DC变换电路进行充电；使得供流设备向直流母线传输的充放电电流，为周期性出现的正负电流；且，其出现周期可调，该周期即为上述预设频率的倒数。图4a中所示的上半部分为对相应电池单元103进行充放电的电流指令，图4a中所示的下半部分为对相应电池单元103进行充放电的实际电流。
而且，该供流设备向直流母线传输的充放电电流，其电流值可以是稳定不变的。或者，该充放电电流也可以是根据相应电池单元103的热参数和电参数中的至少一种而变化的；该热参数可以是温度，该电参数可以是电压及SOC；比如可以是以温度高低的曲线，如温度越低则电流越小也即充放电电流的有效值越低，而温度越高则电流越大也即充放电电流的有效值越高，图4b所示为充放电电流的有效值随温度变化的波形示意图；而且，当其温度超过温度上限值，或者，其电压或SOC超过相应范围时，则减小通路中的电流绝对值，最低可以到0；进而使得其温度不超过温度上限值Tempmax，其电压处于相应的范围[Vmin，Vmax]内，其SOC也处于相应的范围[SOCmin，SOCmax]内。
一种常见的场景是，由于环境温度较低，导致各电池单元103的温度均低于该预设温度，则此时，控制器可以逐一或者分批对各电池单元103进行交错加热。采用交错加热方式时，各电池单元103可以分组后同时进行交错加热，且每组中的电池单元103数量不限，可以一对一、一对多、多对一或者多对多进行加热，视其具体应用环境而定即可。或者，也可以按照一定的先后顺序分别进行交错加热，且每次交错加热时的数量也不做限定，甚至每次交错加热时的对象也可以有所重复，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
实际应用中，由于摆放位置等原因，可能使得各电池单元103的温度不会同时降低到低于该预设温度，所以，也可以根据实时的温度检测结果，来确定加热顺序；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
值得说明的是，当采用其他至少一个电池单元103作为该供流设备，对当前需要加热的电池单元103进行加热时，由于作为该供流设备的电池单元103也会有电能传输，即也会产生焦耳热，进而可以实现对于自身的加热，所以，交错加热方式下，每次加热过程可以实现对于双方的加热，并不一定必须要对每组交错加热的电池单元103再进行角色互换。
本实施例中无需增加硬件即可对电池单元103进行加热；而且，该加热过程可以在不干扰储能***输出的情况下，进行各电池单元103内部之间的能量流动，利于推广应用。
本发明另一实施例给出了另外一种加热时的具体通路示例，如图5a所示，该储能***中的各传输支路102，均包括：设置于正极支路和/或负极支路上的断路器(如图中所示的K1至Kn)，其在处于闭合状态时，能够实现相应电池单元103与直流母线之间的电能传输；此时，各电池单元103均不具备相应的DC/DC变换电路；而且，在图1或图2的基础之上，该储能***还包括：至少两个隔离装置104；各电池单元103分别通过相应的隔离装置104连接DC/AC变换电路101的交流侧。
该情况下，控制器用于对相应电池单元103进行加热时的通路中，具体包括：供流设备与直流母线之间的设备、DC/AC变换电路101及相应电池单元103所接的隔离装置104。
而且，为这些电池单元103进行加热的供流设备，具体可以为其他至少一个电池单元103，或者，也可以为至少一路光伏组串。当其他至少一个电池单元103作为该供流设备，为相应电池单元103进行加热时，其与直流母线之间的设备即其相应的断路器；当至少一路光伏组串作为该供流设备，为相应电池单元103进行加热时，其与直流母线之间的设备即其DC/DC变换电路。
当控制器用于对相应电池单元103进行加热时，其具体用于：控制供流设备向直流母线进行充电，并控制DC/AC变换电路101工作，通过相应电池单元103所接的隔离装置104，向相应电池单元103进行预设频率的充放电。
也即，控制器实时监测各电池单元103的温度，若至少一个电池单元103的温度低于预设温度，比如第i个电池单元103的温度Tempi低于预设温度，则控制供流设备，比如第j个电池单元103的断路器Kj闭合，并控制断路器Ki断开、第i个隔离装置104导通，然后控制DC/AC变换电路101输出交流电，使得第i个电池单元103能够以该预设频率进行来回充放电，实现加热。
假设储能***中共有两个电池单元103及其断路器，则加热过程中：
第一步：利用第1个电池单元103的能量给第2个电池单元103进行充电；具体为：当温度低于预设温度，比如0度时，则吸合断路器K1，此时第1个电池单元103的隔离装置104不工作，使得第1个电池单元103给DC/AC变换电路101提供能量，吸合第2个电池单元103的隔离装置104，这样通过第1个电池单元103给DC/AC变换电路101供直流电，DC/AC变换电路101输出交流电通过第2个隔离装置104给第2个电池单元103进行交流充电。
第二步：利用第2个电池单元103的能量给第1个电池单元103进行充电；具体为：当温度低于预设温度，比如0度时，则吸合断路器K2，此时第2个电池单元103的隔离装置104不工作，使得第2个电池单元103给DC/AC变换电路101提供能量，吸合第1个电池单元103的隔离装置104，这样通过第2个电池单元103给DC/AC变换电路101供直流电，DC/AC变换电路101输出交流电通过第1个隔离装置104给第1个电池单元103进行交流充电。
实际应用中，考虑单一电池单元103的能量受到温度的影响，如果能量不足，则可以吸合多个断路器(例如K1、K2及K3)给DC/AC变换电路101提供能量，然后给一路/多路电池单元103进行加热。例如以3个电池单元103为例，可以利用第1和第2个电池单元103的能量给第3个电池单元103进行充电；具体为：当温度低于预设温度，比如0度时，则吸合断路器K1和K2，此时第1和第2个电池单元103的隔离装置104不工作，使得第1和第2个电池单元103给DC/AC变换电路101提供能量，吸合第3个电池单元103的隔离装置104，这样通过第1和第2个电池单元103给DC/AC变换电路101供直流电，DC/AC变换电路101输出交流电通过第3个电池单元103的隔离装置104给第3个电池单元103进行交流充电。
对于直流侧有接光伏组串的***，如图5b所示，也可以利用光伏组串的能量，通过DC/DCm及对应的断路器，对相应电池单元103进行加热，而不必再吸合另外电池单元103的断路器。当然，也不排除同时利用其它电池单元103和光伏组串的方案，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。下面对两者分别作为供流设备的情况进行详细说明：
当环境温度较低，导致各电池单元103的温度均低于该预设温度时，此时，控制器可以逐一或者分批甚至是统一对各电池单元103进行加热。具体的：
(1)若供流设备为其他至少一个电池单元103，则控制器只能逐一或分批对各电池单元103进行交错加热。
采用交错加热方式时，各电池单元103可以分组后同时进行交错加热，且每组中的电池单元103数量不限，可以一对一、一对多、多对一或者多对多进行加热，视其具体应用环境而定即可。或者，也可以按照一定的先后顺序分别进行交错加热，且每次交错加热时的数量也不做限定，甚至每次交错加热时的对象也可以有所重复，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
此时，每次交错加热，也可以实现对于双方的加热，但是对于作为供流设备的电池单元103而言，由于其仅工作于放电状态，所以其电参数比如SOC和电压会降低；因此，为了不影响各电池单元103的均衡，优选控制各电池单元103会以接近最好是相同的次数作为供流设备进行放电过程。
(2)若供流设备为至少一路光伏组串，则控制器可以逐一、分批或统一对各电池单元103进行加热。
由于采用光伏组串作为供流设备，则各电池单元103可以同时被加热；此时，若全部光伏组串的功率较低，则优选在交流断路器B1的情况下采用该统一加热的方式，确保光伏组串的功率能够实现对于全部电池单元103的加热；当全部光伏组串的功率足够时，可以在任意情况下采用该方式。当然也可以逐一或分批进行加热，且分批加热时每次加热的数量也不做限定，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
采用光伏组串作为供流设备进行加热的过程，可以不影响各电池单元103的SOC和电压，节约***能量。
另外，若各电池单元103的温度不会同时降低到低于该预设温度，也可以根据实时的温度检测结果，来确定各电池单元103的加热顺序；视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
并且，该DC/AC变换电路101输出的交流电流，其电流值为：稳定不变的或根据相应电池单元103的热参数和电参数中的至少一种而变化的；此处与上一实施例类似，不再一一赘述；比如，该交流电流的有效值随温度变化的波形示意图也可以参见图4b。
该隔离装置104如图6a至图6c所示，具体包括：设置于正极支路和/或负极支路上、与相应电池单元103串联连接的直流隔离器件及开关S；该直流隔离器件及开关S可以串联连接于相应电池单元103的正极支路上(如图6a所示)，也可以串联连接于相应电池单元103的负极支路上(如图6b所示)，还可以分别设置于相应电池单元103的正极支路和负极支路上、与相应电池单元103串联连接(如图6c所示)；且三者之间的串联顺序并不仅限于图6a至图6c所示。该开关S受控于控制器，并在相应电池单元103的温度低于预设温度时处于闭合状态。该直流隔离器件具体可以为电容C，能够通交流、隔直流，进而能够防止相应电池单元103的直流电能转移到DC/AC变换电路101的交流侧，而DC/AC变换电路101交流侧的交流电能可以通过该电容C为相应电池单元103进行预设频率的充放电。
而且，该储能***还可以包括：设置于DC/AC变换电路101的交流侧与电网和/或负载之间的交流断路器B1。控制器通过控制该交流开关B1的通断，能够实现该储能***与电网和/或负载之间的接通与断开控制；当该交流开关B1闭合时，储能***可以运行，DC/AC变换电路101交流侧的交流电需要符合并网要求或者负载需求；当该交流开关B1断开时，该储能***不对外输出，DC/AC变换电路101交流侧的交流电可以根据实际情况来进行设置；但不论该储能***是否连接电网和/或负载，均不影响其内部各电池单元103加热功能的实现。
本实施例中，对于不含DC/DC变换电路的储能***，通过借用DC/AC变换电路101和外加的隔离装置104对相应电池单元103进行交流充放电，能以较低成本快速提升相应电池单元103的温度，而且，也可以不干扰储能***的输出，通过电池单元103的能量流动实现对其的加热功能。
实际应用中，对于图5a和图5b所示的结构，该控制器在控制相应电池单元103与该供流设备之间形成通路之后，还可以：检测DC/AC变换电路101的交流侧电压和电流，确定相应电池单元103的内阻，并根据内阻判断相应电池单元103的当前质量。
由于电池特性，其在不同交流频率下的内阻不同，所以，更为优选的，该控制器在检测相应电池单元103的内阻时，具体可以通过改变向相应电池单元103进行充放电的频率，并检测各频率下DC/AC变换电路101的交流侧电压和电流，确定相应电池单元103在各频率下的内阻；然后结合以往的存储数据，判断其在各频率下的内阻是否发生变化，以及变化的幅度，进而确定其当前质量，作为其是否需要被新电池单元替换的依据。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***或***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的***及***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (19)
1.一种储能***，其特征在于，包括：控制器、DC/AC变换电路、至少两个电池单元及其传输支路；其中，
各所述电池单元分别通过相应所述传输支路连接所述DC/AC变换电路的直流母线；
所述直流母线的正负极之间设置有母线电容；
所述DC/AC变换电路的交流侧连接电网和/或负载；
所述控制器用于控制各所述传输支路及所述DC/AC变换电路工作，使各所述电池单元实现与所述电网和/或所述负载之间的电能变换和传输；所述控制器还用于在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度时，控制相应所述电池单元与所述直流母线上所接的供流设备之间形成电能变换和传输的通路，以对相应所述电池单元进行加热。
2.根据权利要求1所述的储能***，其特征在于，所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，所述通路中包括：所述供流设备与所述直流母线之间的设备，及，相应所述电池单元的所述传输支路。
3.根据权利要求1所述的储能***，其特征在于，所述传输支路，包括：DC/DC变换电路；
所述供流设备为：其他至少一个所述电池单元；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：控制所述供流设备与相应所述电池单元之间的所述DC/DC变换电路，以预设频率向相应所述电池单元进行充放电。
4.根据权利要求3所述的储能***，其特征在于，所述供流设备向所述直流母线传输的充放电电流，其电流值为：稳定不变的或根据相应所述电池单元的热参数和电参数中的至少一种而变化的。
5.根据权利要求3所述的储能***，其特征在于，所述供流设备向所述直流母线传输的充放电电流，为周期性出现的正负电流；且，其出现周期可调。
6.根据权利要求3至5任一项所述的储能***，其特征在于，若各所述电池单元的温度均低于所述预设温度，则所述控制器逐一或分批对各所述电池单元进行交错加热。
7.根据权利要求1所述的储能***，其特征在于，还包括：至少两个隔离装置；各所述电池单元分别通过相应的所述隔离装置连接所述DC/AC变换电路的交流侧；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，所述通路中包括：所述供流设备与所述直流母线之间的设备、所述DC/AC变换电路及相应所述电池单元所接的所述隔离装置。
8.根据权利要求7所述的储能***，其特征在于，所述传输支路，包括：设置于正极支路和/或负极支路上的断路器；
所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：控制所述供流设备向所述直流母线进行充电，并控制所述DC/AC变换电路工作，通过相应所述电池单元所接的所述隔离装置，向相应所述电池单元进行预设频率的充放电。
9.根据权利要求8所述的储能***，其特征在于，所述DC/AC变换电路输出的交流电流，其电流值为：稳定不变的或根据相应所述电池单元的热参数和电参数中的至少一种而变化的。
10.根据权利要求7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述供流设备为：其他至少一个所述电池单元，或者，至少一路光伏组串。
11.根据权利要求10所述的储能***，其特征在于，若各所述电池单元的温度均低于所述预设温度，则：
所述供流设备为其他至少一个所述电池单元时，所述控制器逐一或分批对各所述电池单元进行交错加热；
所述供流设备为至少一路光伏组串时，所述控制器逐一、分批或统一对各所述电池单元进行加热。
12.根据权利要求7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述控制器在控制相应所述电池单元与所述供流设备之间形成所述通路之后，还用于：检测所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元的内阻，并根据所述内阻判断相应所述电池单元的当前质量。
13.根据权利要求12所述的储能***，其特征在于，所述控制器在检测所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元的内阻时，具体用于：通过改变向相应所述电池单元进行充放电的频率，并检测各频率下所述DC/AC变换电路的交流侧电压和电流，确定相应所述电池单元在各频率下的内阻。
14.根据权利要求7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述隔离装置，包括：设置于正极支路和/或负极支路上、与相应所述电池单元串联连接的直流隔离器件及开关；
所述开关受控于所述控制器，并在相应所述电池单元的温度低于所述预设温度时处于闭合状态。
15.根据权利要求14所述的储能***，其特征在于，所述直流隔离器件为电容。
16.根据权利要求7至9任一项所述的储能***，其特征在于，还包括：设置于所述DC/AC变换电路的交流侧与所述电网和/或所述负载之间的交流断路器。
17.根据权利要求1至5、7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述控制器用于对相应所述电池单元进行加热时，具体用于：在所述储能***正常工作之前，对相应所述电池单元进行加热；或者，在所述储能***正常工作的同时，对相应所述电池单元进行加热。
18.根据权利要求1至5、7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述控制器在对相应所述电池单元进行加热时，还用于：实时监测其热参数和电参数，若其热参数超过相应上限值，或者，其电参数超过相应范围，则减小所述通路中的电流绝对值。
19.根据权利要求1至5、7至9任一项所述的储能***，其特征在于，所述控制器在至少一个所述电池单元的温度低于预设温度时，还用于：先判断相应所述电池单元的电参数是否在相应范围内；若其电参数均在相应范围内，才对相应所述电池单元进行加热；否则，不对相应所述电池单元进行加热。
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