CN103580090B - 电池系统及包括该电池系统的能量存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开电池系统及包括该电池系统的能量存储系统。该电池系统包括电池管理系统（BMS）。所述BMS具有包括上层主部BMS和下层从部BMS的分级结构。所述主部将请求信号无线传送至所述从部，并且所述从部基于该请求信号将响应信号无线传送至所述主部。

Description

电池系统及包括该电池系统的能量存储系统

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年8月6日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2012-0086002的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。

技术领域

所公开的技术涉及电池系统以及包括该电池系统的能量存储系统。

背景技术

随着环境破坏的继续，资源的耗尽变成问题，因此用于有效地存储电力和使用所存储的电力的系统正越来越引起关注。不产生污染的可再生能量也正引起更多的关注。能量存储系统链接可再生能量、电力存储电池以及常规系统电力，并且已经进行了许多与当前环境的改变相对应的研究和开发。

在能量存储系统中，电池的有效管理是重要的。电池需要针对诸如充电、放电和单电池平衡之类的多种因素得到管理。电池的寿命可以通过其有效管理而得到延长。而且，电力可以被稳定供应至负载。

电池系统监控它自身的内部状态以确保稳定的操作，并且采集通过这样的监控测得的数据。在这点上，电池系统包括多种具有主从结构的电池管理单元。与从部对应的电池管理单元将所测得数据传送至与主部对应的电池管理单元。与主部对应的电池管理单元接收和采集所有的数据。

发明内容

一个发明方面在于一种包括电池管理系统（BMS）的电池系统。该BMS具有包括上层BMS和下层BMS的层级结构，其中所述上层BMS是主部，并且所述下层BMS是从部。所述主部将请求信号无线传送至所述从部，并且所述从部基于该请求信号将响应信号无线传送至所述主部。

另一发明方面在于一种包括电池管理系统（BMS）的电池系统。该BMS具有包括上层BMS和多个下层BMS的层级结构，其中所述上层BMS是主部，并且所述下层BMS中的一个或多个是从部。所述主部被配置成将请求信号基本同时地无线传送至所述从部，并且所述从部被配置成基于该请求信号无线传送响应信号。

另一发明方面在于一种能量存储系统，该能量存储系统包括电力变换单元，被配置成将电力产生系统产生的电压变换为DC电压；双向逆变器，被配置成将所述DC电压变换为AC电压以及将其它AC电压变换为DC电压；以及包括电池模块的电池系统，该电池模块包括具有层级结构的一组电池。该电池系统还包括一组BMS，该组BMS被配置成控制该电池模块的充电和放电并且具有与所述电池的所述层级结构相对应的层级结构。该能量存储系统还包括集成控制器，该集成控制器用于对所述电池充电、对所述电池放电以及控制所述电力变换单元、所述双向逆变器、双向变换器、和所述电池系统，从而将电力供应至负载和电网。上层BMS是主部，并且下层BMS是从部，其中所述主部被配置成将基于Zigbee（紫蜂）的无线请求信号传送至所述从部，并且所述从部被配置成根据该基于Zigbee的无线请求信号传送基于Zigbee的无线响应信号。

附图说明

这些和/或其它方面将通过以下结合附图所做的对实施例的描述而变得明显和易于理解，在附图中：

图1是示出根据实施例的能量存储系统的框图；

图2是示出根据实施例的电池系统的框图；

图3是示出根据实施例的电池架的框图；

图4示出具有层级结构的电池管理系统（BMS）；

图5是示出根据实施例的具有主从结构的通信系统的框图；以及

图6是根据实施例的BMS之间通信的流程图。

具体实施方式

参照附图对各方面进行更充分描述，在附图中示出了示例性实施例。对这些实施例进行详细描述，使得本领域普通技术人员可以做出和使用所描述的方面。应该理解的是，所公开的实施例可以变化，但是不是必须要互斥的。例如，根据在本说明书中描述的第一实施例的特定形状、结构和特性可以针对其它实施例的方面进行修改。另外，这些实施例中每个实施例的各个部件的位置或布置也可以进行修改，而不偏离本发明的精神和范围。因此，以下的详细描述不应该被解释为具有限制的意思，而是要解释为包含权利要求的范围及其任何等同范围。在附图中，相似的附图标记通常表示各方面中的相似元件。

下文中，通过参照附图解释特定实施例来详细描述各特征。如本文中所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任意和所有的组合。

图1是示出根据实施例的能量存储系统1的框图。参照图1，能量存储系统1与电力产生系统2和电网3合作地将电力供应至负载4。

电力产生系统2通过利用能源产生电力。电力产生系统2将所产生的电力供应至能量存储系统1。电力产生系统2可以是，例如太阳能光伏电力系统、风力电力系统，潮汐电力系统等等。然而，这是示例性的，并且电力产生系统2不局限于上述的系统。电力产生系统2可以包括能够通过利用例如太阳热或地热之类的可再生能源而产生电力的任何电力系统。具体来说，通过使用太阳光产生电能的太阳能系统可以容易地被安装在家庭或工厂中，并且可以容易地被应用于分布在家庭或工厂的能量存储系统1。电力产生系统2包括多个并联的电力产生模块，并且为每个电力产生模块产生电力，从而构成大容量能量系统。

电网3包括例如发电厂、变电站、电力线等。在电网3处于正常状态时，电网3将电力供应至能量存储系统1，使得电力可以被供应至负载4和/或电池系统20。另外，电网3可以从能量存储系统1接收电力。在电网3处于异常状态时，中断从电网3向能量存储系统1的电力供应，并且也中断从能量存储系统1向电网3的电力供应。

负载4消耗由电力产生系统2产生的电力、存储在电池系统20中的电力或从电网3供应的电力。家庭或工厂可以是负载4的示例。

能量存储系统1可以将电力产生系统2产生的电力存储在电池系统20中，并且将所产生的电力供应至电网3。而且，能量存储系统1可以将存储在电池系统20中的电力供应至电网3，或者将从电网3供应的电力供应至电池系统20。而且，在电网3处于异常状态时，例如在断电发生时，能量存储系统1可以执行不间断电源（UPS）操作以将电力供应至负载4。而且，在电网3处于正常状态时，能量存储系统1可以将电力产生系统2所产生的电力或存储在电池系统20中的电力供应至负载4。

能量存储系统1包括用于控制电力变换的电力控制系统（PCS）10、电池系统20、第一开关30和第二开关40。

PCS10将电力产生系统2、电网3和电池系统20的电力变换成合适的电力，并且将该电力供应至想要的地方。PCS10包括电力变换单元11、DC链路单元12、逆变器13、变换器14和集成控制器15。

电力变换单元11连接在电力产生系统2和DC链路单元12之间。电力变换单元11通过将输出电压变换为DC链路电压，将电力产生系统2所产生的电力传送至DC链路单元12。

根据电力产生系统2的类型，电力变换单元11可以为变换器的电力变换电路或整流器电路。在电力产生系统2产生直流电的情况下，电力变换单元11可以是用于将电力产生系统2的直流电变换为DC链路单元12的直流电的变换器。在电力产生系统2产生交流电的情况下，电力变换单元11可以是用于将电力产生系统2的交流电变换为DC链路单元12的直流电的整流器电路。具体来说，如果电力产生系统2是太阳能光伏电力系统，则电力变换单元11可以包括用于执行最大功率点跟踪（MPPT）控制的MPPT变换器，以便根据太阳辐射、温度等的改变而获得由电力产生系统2产生的最大功率。如果电力产生系统2不产生电力，则电力变换单元11可以停止操作，并且使变换器消耗的电力最小。

DC链路电压可能由于例如电力产生系统2或电网3中的瞬时电压降或者负载4中需求高峰的产生而变得不稳定。然而，DC链路电压可以有利地被稳定，以用于变换器14和逆变器13的正常操作。DC链路单元12连接在电力变换单元11和逆变器13之间，并且维持恒定的DC链路电压。DC链路单元12可以包括例如具有大容量的电容器。

逆变器13是连接在DC链路单元12和第一开关30之间的电力变换器。逆变器13可以包括在放电模式下将承载从电力产生系统2和/或电池系统20输出的电力的DC链路电压变换成电网3的AC电压并且输出所转换的电压的逆变器。而且，逆变器13可以包括用于在充电模式下对电网3的AC电压整流、将该AC电压转换成DC链路电压以及输出所转换的电压以将电网3的电力存储于电池系统20中的整流器电路。因此，逆变器13可以是输入和输出方向可改变的双向逆变器。

逆变器13可以包括用于从输出到电网3的AC电压中去除谐波的滤波器。而且，逆变器13可以包括用于将从逆变器13输出的AC电压的相位与电网3的AC电压的相位同步以便限制无功功率的产生的PLL电路。另外，逆变器13可以执行限制电压调整范围、改进功率因子、去除DC分量、保护瞬时现象等的功能。在不被使用时，逆变器13可以停止操作从而使功耗最小。

变换器14是连接在DC链路单元12和电池系统20之间的电力变换装置。变换器14包括在放电模式下将电池系统20中存储的电压DC-DC变换成逆变器13所需要的电压电平，即DC链路电压，并输出所变换的电压的变换器。而且，变换器14包括在充电模式下将从电力变换单元11输出的电压或从逆变器13输出的电力的电压DC-DC变换成电池系统20所使用的电压电平，即充电电压的变换器。因此，变换器14可以是输入和输出方向可改变的双向逆变器。在电池系统20不需要充电或放电时，变换器14可以停止操作，从而使功耗最小。

集成控制器15监控电力产生系统2、电网3、电池系统20和负载4的状态，并且根据监控的结果以及算法控制电力变换单元11、逆变器13、变换器14、电池系统20、第一开关30和第二开关40。集成控制器15可以监控例如电网3中是否发生断电、电力产生系统2是否产生电力、如果电力产生系统2产生电力，电力产生系统2的电力产生量、电池系统20的荷电状态、负载4的功耗量、时间等。而且，如果供应至负载4的电力不足，例如在电网3中发生断电时，集成控制器15可以确定包括在负载4中的使用电力的器件的优先级，并且控制负载4以将电力供应至具有最高优先级的使用电力的器件。

第一开关30和第二开关40串联连接在逆变器13和电网3之间，并且通过根据集成控制器15的控制执行接通/关断操作而控制电力产生系统2和电网3之间的电流的流动。第一开关30和第二开关40的接通/关断可以根据电力产生系统2、电网3和电池系统20的状态来确定。

更具体地说，在电力产生系统2和/或电池系统20的电力被供应至负载4，或者电网3的电力被供应至电池系统20的情况下，第一开关30被设置成接通状态。在电力产生系统2和/或电池系统20的电力被供应至电网3，或者电网3的电力被供应至负载4和/或电池系统20的情况下，第二开关40被设置成接通状态。

同时，如果电网3中发生断电，则第二开关40被设置成关断状态，并且第一开关30被设置成接通状态。也就是说，来自电力产生系统2和/或电池系统20的电力被供应至负载4，并且同时防止供应至负载4的电力流向电网3。因此，可以防止在电网3的电力线上工作的操作员由于来自能量存储系统1的电力而受到电击的事故。

第一开关30和第二开关40可以使用诸如能够经受大电流的继电器之类的开关器件。

电池系统20接收并存储电力产生系统2和/或电网3的电力，并且将所存储的电力供应至负载4或电网3。电池系统20可以包括用于存储电力的部分以及用于控制并保护用于存储电力的这部分的部分。现在将参照图2更详细描述电池系统20。

图2是示出根据实施例的电池系统20的框图。参见图2，电池系统20可以包括多个电池架210-1～210-I、系统电池管理系统（BMS）200以及用于无线数据通信的第一通信信道250。

多个电池架210-1～210-I存储从外部，例如电力产生系统2和/或电网3供应的电力，并且将所存储的电力供应至电网3和/或负载4。多个电池架210-1～210-I中的每个均可以包括机架220、机架BMS230和机架保护电路240。

机架220可以包括用于存储电力的托盘222。机架220的充电和放电操作由机架BMS230控制。机架220可以根据需求的输出电压而彼此串联或并联地连接。

机架BMS230控制机架保护电路240，从而控制机架220的充电和放电操作。而且，机架BMS230监控机架220的状态，例如温度、电压、流动的电流等，并且将测得的数据传送至系统BMS200。

机架保护电路240可以根据机架BMS230的控制来阻止电力供应。而且，机架保护电路240可以测量机架220的电压和电流，并且将测量结果传送至机架BMS230。

从机架220输出的电力可以通过机架保护电路240被供应至变换器14，并且从外部供应至变换器14的电力可以通过机架保护电路240存储在机架220中。从机架保护电路240延伸的电力线可以彼此并联地连接至变换器14。然而，本发明不局限于此。电力线可以根据从机架220输出的电力的量和机架220的输出电压的电平而串联地或者串联和并联相组合地连接至变换器14。

第一通信信道250在系统BMS200与机架BMS230之间传送数据或命令。系统BMS200与机架BMS230之间的通信协议可以使用Zigbee通信。然而，本发明不局限于此。诸如蓝牙、超宽频带（UWB）、WiFi之类的近距离无线网络可以被应用到用于无限制地传送数据或命令的无线通信协议。系统BMS200和机架BMS230可以根据无线通信协议自由地布置在彼此的预定距离内并且使用无线通信。

作为参考，Zigbee被称为数据通信协议，其基于IEEE802.15.4（低速无线个人区域网络（LR-WPAN））PHY/MAC工作在868/915MHz和2.4GHz频带下。

对电池架210-1进行更详细描述。

图3是示出根据实施例的电池架210-1的框图。参照图3，电池架210-1可以包括多个电池托盘221-1～221-m、机架BMS230以及用于数据通信的第二通信信道224。而且，尽管电池架210-1可以包括机架保护电路240，但是机架保护电路240未在图3中示出。

多个电池托盘221-1～221-m是机架220的存储电力并将所存储的电力供应至电网3、负载4等的元件，例如下层元件。电池托盘221-1～221-m中的每个均可以包括托盘222和托盘BMS223。

托盘222存储电力并且可以包括电池单元作为例如下层元件。包括在托盘222中的电池单元的数目可以根据需求的输出电压来确定。这样的电池单元可以使用多种可充电二次电池，例如镍-镉电池、铅蓄电池、镍金属氢化物（NiMH）电池、锂离子电池、锂聚合物电池等等。

托盘222的充电和放电操作可以由托盘BMS223来控制。而且，多个托盘222可以彼此串联连接以便为机架220产生输出电压。电力线可以从布置在串联连接的托盘222之中的两端处的托盘222延伸，并且通过机架保护电路240将电力供应至变换器14。

托盘BMS223控制托盘222的充电和放电操作。而且，托盘BMS223监控托盘222的状态，例如温度、电压、流动的电流等，并且将测得的数据传送至机架BMS230。

第二通信信道224在机架BMS230与托盘BMS223之间传送数据或命令。机架BMS230与托盘BMS223之间的通信协议可以使用Zigbee通信。然而，本发明不局限于此。可以应用用于传送数据或命令的任何无线通信协议。

图4示出具有层级结构的一组BMS。参照图4，只有参照图2和图3描述的BMS被示出为具有层级结构。多个机架BMS230可以被呈现为系统BMS200的下层。托盘BMS223可以被呈现为机架BMS230的下层。如上所述，作为无线通信信道的第一通信信道250用在系统BMS200与机架BMS230之间，而第二通信信道224用在机架BMS230与托盘BMS223之间。另外，参照图4，第三通信信道225可以用在系统BMS200与托盘BMS223之间。

也就是说，根据实施例，在系统BMS200与机架BMS230之间以及机架BMS230和托盘BMS223之间，有线或无线通信是可能的，在系统BMS200和托盘BMS223之间没有中间步骤的直接无线通信也是可能的。尽管存在BMS具有三层的情况，例如在图4中，但是根据电池系统的复杂度，BMS层的数目可以更大。在BMS具有三层或更多层的情况下，上层的BMS和下层的BMS可以与任意或所有的下层直接执行有线或无线通信。

图5是示出根据实施例的具有主从结构的通信系统300的框图。参照图5，通信系统300包括主部310、多个从部320-1～320-n以及通信信道330。

在这点上，主部310可以对应于图4的系统BMS200，而从部320-1～320-n可以对应于图4的机架BMS230。可替代地，主部310可以对应于图4的机架BMS230，而从部320-1～320-n可以对应于图4的托盘BMS223。可替代地，主部310可以对应于图4的系统BMS200，而从部320-1～320-n可以对应于图4的托盘BMS223。也就是说，主部310对应于相对从部的层的上层的BMS，而从部320-1～320-n对应于相对主部的层的下层的BMS。主部310的层和从部320的层不需要彼此直接相邻，并且系统BMS200可以通过托盘BMS223和通信信道330而无需经过机架BMS230进行通信。而且，在一些实施例中，从部320-1～320-n不在同一层中。

通信信道330包括，例如图4的第一通信信道250、第二通信信道224和第三通信信道225中的一个或多个。通信信道330可以是使用Zigbee作为通信协议的无线通信信道，但是本发明不局限于此。通信信道330可以使用任意的有线或无线通信协议。

在该实施例中，通信信道330是无线的，因此主部310和从部320可以无需电线自由地在彼此的预定距离内通信，而不考虑从部320的位置如何。也就是说，由于上层的BMS和下层的BMS可以不通过电线彼此通信，因此与另外的有线通信方法相比，电池的电路有利地得到简化。具体来说，在根据实施例的通信信道330使用Zigbee协议的情况下，由于在50米内的自由近距离无线通信是可能的，因此系统BMS200、机架BMS230和托盘BMS223可以自由地布置而不用电线。

主部310将请求信号Ds通过通信信道330传送至从部320。从部320-1～320-n基于请求信号Ds通过通信信道330传送响应信号R1-Rn。

请求信号Ds是来自上层的BMS的用于获得关于下层的BMS的信息的信号。例如，系统BMS200可以产生用于从托盘BMS223请求电压信息的请求信号Ds，并且可以将请求信号Ds传送至通信信道330，从而获得托盘222的电压状态。接收用于请求电压信息的请求信号Ds的托盘BMS223中的每一个测量托盘222中每一个的电压，并且将测得的电压传送至通信信道330作为响应信号R1-Rn。

在主部310将请求信号Ds通过通信信道330传送至从部320-1～320-n时，传送至从部320-1～320-n中的每一个的请求信号Ds可以是同步的信号。也就是说，主部310可以将请求信号Ds同时或基本同时地传递至从部320-1～320-n。因此，响应于请求信号Ds产生的响应信号R1-Rn包括通过同时或基本同时地测量从部320-1～320-n的状态所获得的测量数据信息。

请求信号Ds和响应信号R1-Rn可以被编码并被传递。主部310包括在产生请求信号Ds时基于随机数产生的种子。接收包括种子的请求信号Ds的从部320-1～320-n产生与每个种子相对应的密钥值，并且将密钥值包括在响应信号R1-Rn中。主部30通过参考响应信号R1-Rn中包括的密钥值来确定与种子相对应的密钥值是否正确，并且验证相应从部是否被授权进行通信。

图6是根据实施例的BMS之间的通信的流程图。

参照图6，选择要作为主部的上层BMS和要作为从部的下层的一个或多个BMS（操作S11）。接下来，主部产生请求信号并且将请求信号传送至无线通信网络（操作S12）。接下来，该一个或多个从部接收通过无线通信网络传送的请求信号（操作S13）。接下来，该一个或多个从部响应于请求信号同时或基本同时测量包括从部的电池的状态，并且基于测量信息产生响应信号（操作S14）。接下来，该一个或多个从部通过无线通信网络传送响应信号（操作S15）。

本文中所图示和描述的具体实现是本发明的例示性示例，并不意在以其它方式限制本发明的范围。为了简短起见，常规电子件、控制系统、系统的软件开发和其它功能方面可能未被详细描述。而且，在所呈现的各附图中示出的连接线或连接器意在表示各元件之间的示例性功能关系和/或物理或逻辑联接。应该注意的是，许多可替代或可添加功能关系、物理连接或逻辑连接可以存在于实际的实现中。而且，没有项目或部件对本发明的实践是必需的，除非该元件被具体描述作“必需的”或“至关重要的”。

在描述本发明的语境中（特别是所附权利要求的语境中）使用的单数形式应该被解释为既覆盖单数又覆盖复数。而且，本文中的值的范围的描述仅仅意在用作个别引用落入该范围内的每个单独值的简化方法，除非在本文中以其它的方式指出，而且每个单独的值被合并到本说明书中，如同在本文中被个别描述一样。最后，本文中描述的所有方法的步骤可以以任意适合的顺序来执行，除非在本文中以其它方式指出或者以其它方式清楚地与上下文矛盾。本发明不局限于所描述的步骤的顺序。这里提供的任意和所有示例或示例性语言（例如，“例如”、“诸如”）的使用仅仅意在更好的阐明本发明，并不对本发明的范围造成限制，除非以另外方式进行描述。若干修改和改进对本领域技术人员是易于明显的，而不偏离本发明的精神和范围。

如上所述，根据本发明的上述实施例的一个或多个，信息可以通过无线通信在BMS之间传送和接收，因此BMS可以没有限制地自由布置在彼此的预定距离内。

应该理解的是，本文中描述的示例性实施例应该仅以描述性的方面来考虑，而不用于限制目的。每个实施例中的特征或方面的描述通常应该被认为是可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。

Claims (17)

1.一种电池系统，包括电池管理系统，该电池管理系统具有包括上层电池管理系统和下层电池管理系统的层级结构，其中所述上层电池管理系统是主部，并且所述下层电池管理系统是从部，其中所述主部将请求信号无线传送至所述从部，并且其中所述从部基于所述请求信号将响应信号无线传送至所述主部，

其中所述电池管理系统的所述层级结构包括中间层电池管理系统，所述中间层电池管理系统位于所述上层电池管理系统与所述下层电池管理系统之间，并且

其中所述电池系统包括：

所述请求信号从所述主部被传送至所述从部而无需经过所述中间层电池管理系统并且所述响应信号从所述从部被传送至所述主部而无需经过所述中间层电池管理系统的信道。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述主部与所述从部之间的无线通信是Zigbee无线通信。

3.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述上层电池管理系统是系统电池管理系统，所述中间层电池管理系统是机架电池管理系统，并且所述下层电池管理系统是托盘电池管理系统。

4.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述主部和所述从部被布置在彼此之间小于50米的距离内。

5.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述请求信号和所述响应信号被编码。

6.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述主部将基于随机数产生的种子包括在所述请求信号中，所述从部产生与所述种子相对应的密钥值并将所述密钥值包括在所述响应信号中，并且所述主部通过参考所述密钥值来验证所述从部。

7.一种电池系统，包括电池管理系统，该电池管理系统具有包括上层电池管理系统和多个下层电池管理系统的层级结构，其中所述上层电池管理系统是主部，并且所述下层电池管理系统中的一个或多个是从部，其中所述主部被配置成将请求信号同时地无线传送至所述从部，并且其中所述从部被配置成基于所述请求信号无线传送响应信号，

其中所述电池管理系统的所述层级结构包括中间层电池管理系统，所述中间层电池管理系统位于所述上层电池管理系统与所述下层电池管理系统之间，并且

其中所述电池系统包括：

所述请求信号从所述主部被传送至所述从部而无需经过所述中间层电池管理系统并且所述响应信号从所述从部被传送至所述主部而无需经过所述中间层电池管理系统的信道。

8.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述主部被配置成通过使用同步的信号将所述请求信号传送至所述从部。

9.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述响应信号包括关于同时测得的所述从部的状态的信息。

10.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述主部与所述从部之间的无线通信是Zigbee无线通信。

11.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述上层电池管理系统是系统电池管理系统，所述中间层电池管理系统是机架电池管理系统，并且所述下层电池管理系统是托盘电池管理系统。

12.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述主部和所述从部被布置在彼此之间小于50米的距离内。

13.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述请求信号和所述响应信号被编码。

14.根据权利要求7所述的电池系统，其中所述主部将基于随机数产生的种子包括在所述请求信号中，所述从部产生与所述种子相对应的密钥值并将所述密钥值包括在所述响应信号中，并且所述主部通过参考所述密钥值来验证所述从部。

15.一种能量存储系统，包括：

电力变换单元，被配置成将电力产生系统产生的电压变换为DC电压；

双向逆变器，被配置成将所述DC电压变换为AC电压以及将其它AC电压变换为DC电压；

电池系统，包括电池模块，该电池模块包括具有层级结构的一组电池以及一组电池管理系统，该组电池管理系统被配置为控制所述电池模块的充电和放电并且具有与所述电池的所述层级结构相对应的层级结构；

集成控制器，用于对所述电池充电、对所述电池放电以及控制所述电力变换单元、所述双向逆变器、双向变换器和所述电池系统，从而将电力供应至负载和电网；

其中上层电池管理系统是主部，并且下层电池管理系统是从部，其中所述主部被配置成将基于Zigbee的无线请求信号传送至所述从部，并且所述从部被配置成根据所述基于Zigbee的无线请求信号传送基于Zigbee的无线响应信号，

其中所述电池管理系统的所述层级结构包括中间层电池管理系统，所述中间层电池管理系统位于所述上层电池管理系统与所述下层电池管理系统之间，并且

其中所述电池系统包括：

所述请求信号从所述主部被传送至所述从部而无需经过所述中间层电池管理系统并且所述响应信号从所述从部被传送至所述主部而无需经过所述中间层电池管理系统的信道。

16.根据权利要求15所述的能量存储系统，其中所述上层电池管理系统是系统电池管理系统，所述中间层电池管理系统是机架电池管理系统，并且所述下层电池管理系统是托盘电池管理系统。

17.根据权利要求15所述的能量存储系统，其中所述主部和所述从部被布置在彼此之间小于50米的距离内。