CN106451604A - 一种双电池储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双电池储能系统包括：两个电池包、控制器及双刀钥匙开关；所述电池包包括电池组及电池管理系统；所述电池管理系统与其对应的所述电池组连接，同时与所述控制器连接；所述双刀钥匙开关分别与两个电池组的总正端及两电池管理系统连接，同时控制两个电池管理系统；两个所述电池管理系统分别与所述控制器信号连接。本发明提供一种可靠性好的双电池储能系统，可以控制两个电池管理系统同时启动或关闭，其中一个电池出现故障或者充电充满的时候，可以使用另一个电池进行充放电，提高储能系统的稳定性及可靠性，本发明的储能系统的单个电池包可以进行工作，每个电池包都可以单独更换以及拆卸且单个电池包的重量比较轻，运输也比较方便。

Description

一种双电池储能系统
技术领域
本发明涉及一种电池储能领域，特别是涉及一种双电池储能系统。
背景技术
电池包是由两个或者两个以上的单体电池按照一定的串并联方式组成。电池管理系统(BMS)可以控制电池包的充电、放电等功能。储能系统通常包括电池包及控制电池包充放电等功能的电池管理系统。储能系统通常应用于电动汽车、家庭储能、储能电站等。
实际应用中，由于单体电池容量不足，电池包需要并联多个单体电池。现有的储能系统只采用一个电池包来满足一定的供电需求，则该电池包的重量重，不方便运输和更换因而储能系统的灵活性差。此外，现有的储能系统采用单个电池包的情况，若某一单体电池出现故障时，整个储能系统都将瘫痪，因而储能系统的可靠性差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种可靠性好的双电池储能系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种双电池储能系统，包括：两个电池包、控制器及双刀钥匙开关；所述所述电池包包括电池组及电池管理系统；所述电池管理系统与其对应的所述电池组连接，同时与所述控制器连接；所述双刀钥匙开关分别与两个电池组的总正端及两电池管理系统连接，同时控制两个电池管理系统；两个所述电池管理系统分别与所述控制器信号连接。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括串联在其对应电池组总正端的总正继电器。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括串联在其对应电池组总负端的总负继电器。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括串联在其对应电池组总正端的预充电路，所述预充电路与其对应的总正继电器并联连接。
作为进一步的优选方案，所述预充电路包括串联连接的预充电阻及预充继电器。
作为进一步的优选方案，所述两个电池组的总正端分别通过其对应的总正继电器相互连接，所述两个电池组的总负端分别通过其对应的总负继电器相互连接。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的正极输入端经双刀钥匙开关与其对应电池组的总正端连接，负极输入端与其对应电池组的总负端连接，DC/DC转换器的输出端与其对应的所述电池管理系统的电源输入端连接。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括依次串联于电池组总正端的保险丝及分流器。
作为进一步的优选方案，所述电池管理系统通过充电CAN与充电机连接，并通过控制器CAN与所述控制器连接。
作为进一步的优选方案，所述电池包还包括与所述电池管理系统连接的总正继电器线圈、总负继电器线圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明为一种双电池储能系统通过设有两个电池包、控制器及双刀钥匙开关，控制器通过控制双刀钥匙开关的通断，进而可以控制两个电池管理系统同时启动或者同时关闭；设置有预充支路后，可以判断预充支路闭合后，两个电池包之间是否存在电流的持续输出，可以防止两个电池包之间出现相互充放电的情况，提高电池储能系统的稳定性和可靠性。当其中一个电池出现故障或者充电充满的时候，可以使用另一个电池进行充放电，提高储能系统的稳定性及可靠性，同时，本发明的储能系统的单个电池包可以进行工作，每个电池包都可以单独更换以及拆卸且单个电池包的重量比较轻，运输也比较方便。
附图说明
图1为本发明一实施例的双电池储能系统的原理图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，一种双电池储能系统10包括：两个电池包100、控制器200及双刀钥匙开关300。所述电池包100分别包括电池组110及其对应的电池管理系统120，电池管理系统120与其对应的电池组110连接，同时与控制器200连接。双刀钥匙开关300分别与两个电池组110的总正端及两电池管理系统120连接，同时控制两个电池管理系统120；两个电池管理系统120分别与控制器200信号连接。电池管理系统120通过充电CAN与充电机400连接，并通过控制器CAN与控制器300连接。
其中，两个电池组110内部电芯串并联连接方式相同，输出的电压也相同。充电机400通过充电CAN实现对两个电池包100的充电，控制器200通过控制器CAN实现对两个电池包100的控制。在配备管理系统时，至少需要两路CAN，其中一路CAN与用电设备的控制器相连，被称为控制器CAN，另外一路CAN与充电机相连，称为充电CAN，两个电池包100的充电CAN和控制器CAN分别对接在一起。
在双电池储能系统10中设置有两个电池包100可以为系统提供电源，具体的，将两个电池包100分别命名为第一电池包及第二电池包，当需要电池包提供电源时，首先判断第一电池包和第二电池包的SOC值的大小，由SOC值大的先作为提供电源的电池包，当该电池包的SOC值较低时，则由另一个电池包来提供电源。控制器200是控制第一电池包和第二电池包的工作，双刀钥匙开关300是控制两个电池管理系统120同时启动或关断。
在其中一个实施例中，电池包100还包括串联在其电池组110总正端的总正继电器130。电池包100还包括串联在其电池组110总负端的总负继电器140。具体的，在第一电池包中包括第一总正继电器K1和第一总负继电器K2,在第二电池包中包括第二总正继电器K4和第二总负继电器K5。
两个电池组110的总正端分别通过其对应的总正继电器130相互连接，两个电池组110的总负端分别通过其对应的总负继电器140相互连接。
电池包100还包括串联在其对应电池组总正端的预充电路，预充电路与其对应的总正继电器130并联连接。预充电路包括串联连接的预充电阻及预充继电器。具体的，第一电池包的预充电路包括串联连接的第一预充电阻R7及第一预充继电器K3，第二电池包的预充电路包括串联连接的第二预充电阻R8及第二预充继电器K6。两个预充电阻的作用是防止两个电池包100电压不一致造成电池包100之间相互充放电的情况。其中，第一电池包还包括与其对应电池管理系统120连接的第一预充继电器线圈R3，所述第一预充继电器线圈R3用于控制第一预充继电器K3的通断；第二电池包还包括与其对应电池管理系统120连接的第二预充继电器线圈R6，所述第二预充继电器线圈R6用于控制第二预充继电器K6的通断。
电池包100还包括与电池管理系统120连接的总正继电器线圈、总负继电器线圈。具体的，第一电池包还包括与其对应的电池管理系统120连接的第一总正继电器线圈R1和第一总负继电器线圈R2，所述第一总正继电器线圈R1用于控制第一总正继电器K1的通断，所述第一总负继电器线圈R2用于控制第一总负继电器K2；第二电池包还包括与其对应的电池管理系统120连接的第二总正继电器线圈R4和第二总负继电器线圈R5，所述第二总正继电器线圈R4用于控制第二总正继电器K4的通断，所述第二总负继电器线圈R5用于控制第二总负继电器K5的通断。
在其中一个实施例中，同时闭合预充支路后，如果电池管理系统120检测到有电流持续存在时，则判断存在电池包有输出，则断开预充继电器的连接，不进行上电操作。设置有预充支路后，可以判断预充支路闭合后，两个电池包之间是否存在电流的持续输出，可以防止两个电池包之间出现相互充放电的情况，提高电池储能系统的稳定性和可靠性。
电池包100还包括DC/DC转换器150，DC/DC转换器150的正极输入端经双刀钥匙开关300与其对应电池组110的总正端连接，负极输入端与其对应电池组110的总负端连接，DC/DC转换器150的输出端与其对应的电池管理系统120的电源输入端连接。
电池管理系统120的供电电源可以由外部供电，也可以由电池包100供电，具体的，电池包100内置的DC/DC转换器150把电池电压压降后给电池管理系统120供电。当在不具备外部供电电源的情况下，则需要由电池包100直接给电池管理系统120供电。
电池包100还包括依次串联于电池组110总正端的保险丝160及分流器170。保险丝160是用于对电池包100的总保护，防止电池包100外部短路造成整个储能系统电路故障。分流器170是用于电流的检测。
工作原理：
放电过程：当处于放电模式时，同时闭合双刀钥匙开关后，两个电池包的电池管理系统同时启动上电，电池管理系统通过控制器CAN自动分配箱号1和2。然后，电池管理系统通过控制器CAN发送各个电池包的电压信息及SOC值给控制器，控制器判断两个电池包的SOC值的大小，控制器向SOC值高的电池包的电池管理系统发送工作指令，该电池包的电池管理系统接收到工作指令后，电池管理系统接通该电池包的总正继电器线圈和总负继电器线圈，进而控制总正继电器和总负继电器的闭合，从而实现该电池包的放电。
在其中一种实施方式中，当控制器检测到只存在一个电池包时，也就是控制器在规定的时间内，只接收到一个电池包的SOC值时，则允许单个电池包工作。如果控制器检测到两个电池包的SOC值相同，则控制器通过电池管理系统只闭合其中一组总正继电器和总负继电器，完成放电操作。
另一种实施方式为，当电池管理系统检测到只存在一个电池包时，也就是电池管理系统在规定的时间内，接收不到外部的CAN信息时，则允许单个电池包工作。如果电池管理系统检测到两个电池包的SOC值相同，则电池管理系统只闭合其中一组总正继电器和总负继电器，完成放电操作。
充电过程：当处于充电模式时，先闭合一个电池包的总正继电器和总负继电器，然后，该电池包的电池管理系统通过充电CAN发送充电信号给充电机，充电机收到充电信号后，充电机开始工作，为相应的电池组充电。当电池组充满后，该电池包的电池管理系统不再发送充电信号给充电机，并断开该电池包的总正继电器和总负继电器。另一个电池包延时一定时间后，再闭合该电池包的总正继电器和总负继电器，进而完成后面的步骤，为该电池包的电池组进行充电工作，充满后，再断开总正继电器和总负继电器。其中，要说明的是，延时一定的时间可以是0.2s-1s之间，优选的是0.5s。
在整个充放电过程中，如果某个正在工作的电池包出现电路故障时，该电池包的电池管理系统就断开该电池包的总正继电器和总负继电器，同时通过控制器CAN上传故障码和继电器状态给另一个电池管理系统，另一个电池包的电池管理系统接收到故障码和继电器状态断开后，延时一定时间，接通总正继电器线圈和总负继电器线圈的电源，进而控制总正继电器和总负继电器的闭合，继续进行电池包未完成的工作。要说明的是，延时一定时间可以是0.2s-1s之间，优选的时间是0.5s。
本发明通过设有两个电池的储能系统，当其中一个电池出现故障时，可以使用另一个电池进行充放电，提高储能系统的稳定性及可靠性，同时，本发明的储能系统的单个电池包可以进行工作，每个电池包都可以单独更换以及拆卸，单个电池包的重量比较轻，运输也比较方便。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双电池储能系统，其特征在于，包括：两个电池包、控制器及双刀钥匙开关；所述电池包包括电池组及电池管理系统；所述电池管理系统与其对应的所述电池组连接，同时与所述控制器连接；所述双刀钥匙开关分别与两个电池组的总正端及两电池管理系统连接，同时控制两个电池管理系统；所述电池管理系统分别与所述控制器信号连接。
2.根据权利要求1所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括串联在其对应电池组总正端的总正继电器。
3.根据权利要求2所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括串联在其对应电池组总负端的总负继电器。
4.根据权利要求2所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括串联在其对应电池组总正端的预充电路，所述预充电路与其对应的总正继电器并联连接。
5.根据权利要求4所述的双电池储能系统，其特征在于：所述预充电路包括串联连接的预充电阻及预充继电器。
6.根据权利要求3-5任一项所述的双电池储能系统，其特征在于：所述两个电池组的总正端分别通过其对应的总正继电器相互连接，所述两个电池组的总负端分别通过其对应的总负继电器相互连接。
7.根据权利要求1所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的正极输入端经双刀钥匙开关与其对应电池组的总正端连接，负极输入端与其对应电池组的总负端连接，DC/DC转换器的输出端与其对应的所述电池管理系统的电源输入端连接。
8.根据权利要求1所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括依次串联于电池组总正端的保险丝及分流器。
9.根据权利要求1所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池管理系统通过充电CAN与充电机连接，并通过控制器CAN与所述控制器连接。
10.根据权利要求3所述的双电池储能系统，其特征在于：所述电池包还包括与所述电池管理系统连接的总正继电器线圈、总负继电器线圈。
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