CN107925046A - 电池管理系统及电力连接器 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的示例方面针对一种改善的储能系统。该储能系统包括电力连接器和电池管理系统(BMS)。电力连接器可包括具有第一面和相对设置的第二面的连接器本体。第一端子和第二端子可设置在第一面上。第一端子和第二端子可构造成将电池管理系统电联接到正导线和负导线上，以形成电力连接。此外，第一分流器可设在第二面上且电联接到第一端子上，而第二分流器可设置在第二面上且电联接到第二端子上。

Description

电池管理系统及电力连接器
技术领域
本主题大体上涉及电池储能系统，且更具体地涉及用于将电池储能装置连接到电力系统上的电力连接器。
背景技术
储能系统(例如，电池储能系统)变得增益增加地用于输送电力来作为独立储能系统的一部分或作为具有集成的储能系统的发电系统(例如，风场、太阳能场、燃气轮机系统)的一部分。储能系统可包括一个或多个电池组或其它储能装置，其可经由适合的电力转换器联接到电网上。
电池储能装置可包括电池管理系统(BMS)，其配置成通过保持容纳的单元免于在安全操作区域外操作、监测其状态、计算二级数据、报告该数据和/或控制电池环境来管理电池组。例如，BMS的典型目的可包括保护单元免于受损、延长电池的寿命，且/或将电池保持在适合的操作状态中，使得其可满足其指定的应用的功能要求。
通常，BMS经由一个或多个导线电联接到设备上来形成电力连接。常见系统的导线不便地定位在BMS的壳或壳体内。结果，形成电力连接或对其进行任何调整可能是困难的。经常，BMS必须大致拆卸以便电联接导线和BMS。控制器(例如，印刷电路板组件-PCBA)可设在BMS上或附近，以控制引导至或来自电池组的电力。然而，在许多当前的BMS构造的操作期间，PCBA可暴露于过大的热排放或电磁干扰(EMI)。随着时间过去，这些排放有破坏或毁坏包括PCBA的BMS的许多构件的风险。
发明内容
本公开内容的实施例的方面和优点将在以下描述中部分地阐释，或可从描述中学习到，或可通过实施例的实施学习到。
本公开内容的一个示例方面针对一种用于连接电池管理系统(BMS)的电力连接器。电力连接器可包括具有第一面和相对设置的第二面的连接器本体。第一端子和第二端子可设置在第一面上。第一端子和第二端子可构造成将电池管理系统电联接到正导线和负导线上，以形成电力连接。此外，第一分流器可设在第二面上且电联接到第一端子上，而第二分流器可设置在第二面上且电联接到第二端子上。
本公开内容的另一个示例方面针对一种储能系统。储能装置可包括正端子和负端子、配置成监测和控制储能装置的电池管理系统，以及电力连接器。电力连接器可包括具有第一面和相对设置的第二面的连接器本体。第一端子和第二端子可设置在第一面上。第一端子和第二端子可构造成将电池管理系统电联接到正导线和负导线上，以形成电力连接。此外，第一分流器可设在第二面上且电联接到第一端子上，而第二分流器可设置在第二面上且电联接到第二端子上。
本公开内容的又一个示例方面针对一种用于连接电池管理系统(BMS)的电力连接器。电力连接器可包括具有第一面和相对设置的第二面的连接器本体。连接器本体还可限定第一面处的第一通道，第一通道构造成收纳正导线；第一面处的第二通道，第二通道构造成收纳负导线；以及第一面处的第三通道。第一端子可设置在第一通道中，而第二端子可设置在第二通道中。第一端子和第二端子也可构造成将电池管理系统电联接到正导线和负导线上，以形成电力连接。此外，第一分流器可设置在第二面上且电联接到第一端子上。第二分流器可设置在第二面上且电联接到第二端子上。此外，熔断器可设置第三通道中且电联接在第一端子与第二端子之间。
变型和改型可针对本公开内容的这些示例方面制作出。
各种实施例这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的实施例，且连同描述用于阐释相关的原理。
附图说明
针对本领域的普通技术人员的详细论述和实施例在参照附图的说明书中阐释，在附图中：
图1示出了根据本公开内容的示例性实施例的示例性储能系统的透视图；
图2示出了根据本公开内容的示例性实施例的示例性储能系统的侧视图；
图3示出了根据本公开内容的示例性实施例的示例性电池管理系统的断面视图；
图4示出了图3中的示例性电力连接器的右侧视图；
图5示出了图3中的示例性电力连接器的右侧视图的断面视图；以及
图6示出了图3中的示例性电力连接器的左透视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。各个实例通过阐释本发明的方式提供，而不限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中做出各种改型和变型，而不会脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生又一个实施例。因此，期望本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
本公开内容的示例方面针对用于连接储能系统中的电池管理系统(BMS)的改进的电力连接器。在一些实施例中，电力连接器可构造成至少部分地在BMS壳体外侧附接。电力连接器的用户可接近的面将背对BMS。用于连接到系统上的第一端子和第二端子定位在该面上。端子的构造允许用户在不首先分解BMS的情况下连接或断开系统。结果，用户可容易产生或停用电力系统与BMS之间的电力连接。熔断器也可背对BMS，以便由用户在不必首先拆卸BMS的情况下接近和/或除去。一对分流器可联接到端子上，且可朝BMS壳体定位。这对分流器连接到成对的对应母线上。母线可延伸穿过BMS壳体，且可将第一端子和第二端子电联接到储能装置上。母线可构造成与成对的线连结，且偏移BMS内生成的非期望的电感。
根据本公开内容的示例方面的电力连接器可提供各种优点。例如，改进的电力连接器可允许直接且容易接近端子和熔断器。BMS可在不拆卸BMS或除去印刷电路板组件(PCBA)的情况下连接或断开。类似地，熔断器可除去或替换，而不拆卸BMS或除去PCBA。此外，BMS可促进有效的热流，这导致降低的BMS温度和较长的PCBA构件寿命。BMS的又一些利益包括改善的可靠性(例如，减小电感干扰)和构件零件减少引起的对应成本降低。
现在转到图1至图6，现在将详细论述本公开内容的示例性实施例。图1至图2示出了储能系统10的一个示例性实施例，包括储能装置12和附接的电池管理系统(BMS)14。在若干实施例中，BMS 14配置成监测和/或控制储能装置12的操作。更具体而言，BMS 14可配置成保护储能装置12免于在安全操作外操作，监测其状态，计算和报告数据，控制操作环境，和/或装置保护所需的任何其它适合的控制动作。一个或多个控制器(未示出)可包括在内作为BMS 14的一部分。在一些实施例中，控制器可包括纯粹以硬件实施的印刷电路板组件(PCBA)逻辑控制器、固件可编程数字信号处理器，和/或基于可编程处理器的软件控制的计算机。
储能装置12可包括电联接到正端子16和负端子18上的一个或多个电池。更具体而言，在某些实施例中，储能装置12可包括锂离子电池、氯化钠镍电池、硫化钠电池、镍氢电池、镍镉电池或类似物中的至少一者。此外，本领域的普通技术人员使用本文提供的公开内容将理解到可使用其它储能装置(例如，电容器、燃料电池等)，而不脱离本公开内容的范围。
BMS 14可附接到储能装置12的正端子16和负端子18上。BMS 14的对应电池连接器将BMS 14电联接到正端子16和负端子18上，且因此联接到储能装置12上。如图所示，BMS 14可直接地设置在一些实施例的储能装置12上，以容易提供BMS 14与储能装置10之间的容易的物理和电气连接。BMS 14可包括侧壁20、顶部22和底座24，其将控制器(未示出)收纳在其中。侧壁20可围绕顶部22和底座24设置，从而容纳多个BMS元件(例如，控制器、接触器29、储能装置联接件80, 82等)。侧壁20的内表面26可方向朝容纳的构件，同时外表面28背对其。
电力连接器30可设置在底座24和侧壁20的外表面28上。电力连接器30提供与系统的接口，且可允许系统与BMS 14之间的电联接。电力连接器30自身可包括具有第一面和第二面36的本体32。在安装或附接到电力连接器30上时，第一面34可向外背对BMS侧壁20。第二面36设置成与第一面34相对。结果，当第一面34方向向外时，第二面36方向向内朝BMS侧壁20。
如图5中所示，本体32还可形成多个离散的通道42, 44, 46。在一些实施例中，三个单独的通道沿第一面34形成。通道42, 44, 46可至少部分地延伸穿过本体32来收纳或保持一个或多个导线62, 64。在可选实施例中，通道42, 44, 46可包括限定在本体32中的一个或多个入口50, 52，以收纳可有选择地除去的系统导线62, 64。某些通道实施例可包括多个入口50, 52。特定通道实施例可包括限定在本体32的第一侧向端38处的第一入口50，以及限定在本体32的相对第二侧向端40处的第二入口52。如图所示，第一通道42和第二通道44两者可分别包括相应的第一和第二入口50, 52。有利地，该构造可允许电力连接器30连接到穿过本体32的任一侧向端38, 40设置的系统导线62, 64上。
在可选的实施例中，如图4中所见，可分离的保护板60可提供成大致覆盖通道42,44, 46。保护板60可有选择地附接到第一面34上的本体32上。保护板60的某些实施例可包括一个或多个机械连接器，如，固位夹、螺钉或螺母和螺栓。附加或备选的实施例可形成为在保护板60与本体32之间产生摩擦配合。在包括一个或多个通道入口50, 52的实施例中，保护物60可构造成允许入口接近。在图4至图5的示例性实施例中，附接的保护物60定位在通道入口50, 52上。结果，形成了孔口60，以允许系统导线62, 64延伸穿过其间。
如图5中所示，一些实施例可包括设置在本体32的第一面34上的第一端子54和第二端子56。第一端子54和第二端子56可与正系统导线62和负系统导线64物理连接对接。在组装时，导线62, 64可将第一端子54和第二端子56物理联接到正系统导线62和负系统导线64上。导线62, 64还可将BMS 14联接到正系统导线62和负系统导线64上。结果，电力连接可有选择地形成在BMS 14与系统导线62, 64之间。
熔断器58也可设置在第一面34上。在操作期间，熔断器58可监测穿过系统10的电流。具体而言，某些实施例的熔断器58可形成为检测至少一个端子54, 56与分流器68, 70之间的电流阈值。可选地，检测电流阈值包括在达到阈值时变形。在此情况下，熔断器的变形将断开电路，防止任何过大电流的进一步传送。尽管热可在操作期间在熔断器58处生成，但热可有利地从前面引导且离开包围的BMS元件(例如，PCBA)。
在图5的示例性实施例中，第一通道42和第二通道44可收纳相应的第一端子54和第二端子56。第三通道46可收纳联接到第一端子54或第二端子56上的熔断器58。在某些实施例中，联接通路48可由第一通道42和第二通道44到第三通道46中的至少一个形成，以允许联接元件延伸穿过其间。第一端子54和第二端子56可设置在第一面34上来用于与一个或多个系统导线62, 64连接。例如，第一端子54可收纳正系统导线62，而第二端子56可收纳负系统导线64。端子54, 56与导线62, 64之间的连接可将系统电联接到电力连接器30上，或有选择地断开来分开系统。
转到图3和图6，一些示例性实施例可包括设置在电力连接器30的本体32上的一个或多个分流器68, 70。如图所示，某些分流器实施例68, 70可设置在本体32的第二面36上，且方向朝BMS 14。分流器68, 70可包括分别具有第一端72和第二端74的离散的第一分流器68和第二分流器70。在某些实施例中，第一分流器68和第二分流器70两者可电联接在其相应的第一端72处。
包括熔断器58的实施例可构造成使得熔断器58电联接在一个端子54, 56与一个分流器68, 70之间。例如，如图5中所示，熔断器58可电联接在第二端子56与第二分流器70之间。在备选实施例中，熔断器58可电联接在第一端子54与第一分流器68之间。
回到图3和图6，一些实施例还包括附接到分流器68, 70上且延伸到BMS 14中的一个或多个母线76, 78。可选地，第一母线76和第二母线78可包括在内。在此实施例中，第一母线76可连接到第一分流器68的第二端74上，而第二母线78可连接到第二分流器70的第二端74上。母线76, 78可延伸穿过BMS侧壁20，且至少部分在BMS 14的包围区域内，以将分流器68, 70电联接到储能装置端子16, 18上。在某些实施例中，一个或多个机械紧固件如匹配的刺或螺母和螺栓连接器可将母线76, 78附接到分流器68, 70上。包括正联接件80和负联接件82的一个或多个储能装置联接件可将母线76, 78联接到储能装置端子上。
母线76, 78的某些实施例包括由导电材料(例如，铜、铝、钢等)形成的刚性导电轨道。一个或多个BMS元件(例如，控制器、接触器29、储能装置联接件80, 82等)可沿分流器68, 70与储能装置端子16, 18之间的母线的相应路径连结到母线76, 78上。母线76, 78可形成穿过BMS 14的匹配路径。在特定实施例中，第一分流器68与正端子16之间的第一母线76的路径可主要平行于第二分流器70与负端子18之间的第二母线78的路径。该路径可构造成大致消除来自母线76, 78处生成的电感的EMI排放。
尽管各种实施例的特定特征可在一些图中示出且在其它图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开内容的原理，可与任何其它图的任何特征组合来参照和/或提出附图的任何特征。
本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于连接电池管理系统(BMS)的电力连接器，所述电力连接器包括：
具有第一面和相对地设置的第二面的连接器本体；
设置在所述第一面上的第一端子；
设置在所述第一面上的第二端子，所述第一端子和所述第二端子构造成将所述电池管理系统电联接到正导线和负导线上来形成电力连接；
设置在所述第二面上且电联接到所述第一端子上的第一分流器；以及
设置在所述第二面上且电联接到所述第二端子上的第二分流器。
2.根据权利要求1所述的电力连接器，其特征在于，所述电力连接器还包括设置在所述连接器本体的第一面上的熔断器，其中所述第一分流器具有电联接到所述熔断器上的第一端以及连接到第一母线上的第二端，且所述第二分流器具有电联接到所述第二端子上的第一端以及连接到第二母线上的第二端。
3.根据权利要求2所述的电力连接器，其特征在于，所述熔断器电联接在所述第一端子与所述第一分流器之间。
4.根据权利要求2所述的电力连接器，其特征在于，所述熔断器电联接在所述第二端子与所述第二分流器之间。
5.根据权利要求2所述的电力连接器，其特征在于，所述连接器本体限定构造成收纳所述正导线的第一通道、构造成收纳所述负导线的第二通道以及所述第一面处的第三通道，其中所述第一端子设置在所述第一通道中，所述第二端子设置在所述第二通道中，以及所述熔断器设置在所述第三通道中。
6.根据权利要求1所述的电力连接器，其特征在于，所述电力连接器还包括连接到所述第一分流器上的正母线，以及连接到所述第二分流器上的负母线，其中所述正母线和所述负母线是至少部分地延伸穿过所述BMS的离散刚性部件。
7.一种为电池管理系统产生电力连接的方法，所述方法包括：
接近电池管理系统的电力连接器，所述电力连接器包括第一端子和第二端子；
将第一电力导线联接到所述第一端子上；以及
将第二电力导线联接到所述第二端子上；
其中所述电力连接器包括熔断器、第一分流器和第二分流器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述熔断器、所述第一分流器和所述第二分流器可接近，而不必调整与所述电池管理系统相关联的印刷电路板。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括将可分离的保护板置于所述电力连接器上。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电力连接器包括具有第一面和相对地设置的第二面的连接器本体，所述连接器本体限定：
所述第一面处的第一通道，所述第一通道构造成收纳所述第一电力导线，
所述第一面处的第二通道，所述第二通道构造成收纳所述第二电力导线，以及
所述第一面处的第三通道；
其中所述第一端子设置在所述第一通道中，所述第二端子设置在所述第二通道中，以及所述熔断器设置在第三通道中；
其中所述第一分流器设置在所述第二面上，且电联接到所述第一端子上，且所述第二分流器设置在所述第二面上，且电联接到所述第二端子上。
11.一种储能系统，包括：
包括正端子和负端子的储能装置；
配置成监测和控制所述储能装置的电池管理系统；以及
电力连接器，其包括：
具有第一面和相对地设置的第二面的连接器本体；
设置在所述第一面上的第一端子；
设置在所述第一面上的第二端子，所述第一端子和所述第二端子构造成将所述电池管理系统电联接到正导线和负导线上来形成电力连接；
设置在所述第二面上且电联接到所述第一端子上的第一分流器；以及
设置在所述第二面上且电联接到所述第二端子上的第二分流器。
12.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括设置在所述连接器本体的第一面上的熔断器。
13.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述熔断器电联接在所述第一端子与所述第一分流器之间。
14.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述熔断器电联接在所述第二端子与所述第二分流器之间。
15.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述第一分流器具有联接到所述熔断器上的第一端以及连接到第一母线上的第二端，且所述第二分流器具有电联接到所述第二端子上的第一端以及连接到所述第二母线上的第二端。
16.根据权利要求12所述的储能系统，其特征在于，所述连接器本体限定构造成收纳所述正导线的第一通道，构造成收纳所述负导线的第二通道，以及所述第一面处的第三通道。
17.根据权利要求16所述的储能系统，其特征在于，所述第一端子设置在所述第一通道中，所述第二端子设置在所述第二通道中，以及所述熔断器设置在所述第三通道中。
18.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括连接到所述第一分流器上的正母线，以及连接到所述第二分流器上的负母线。
19.根据权利要求18所述的储能系统，其特征在于，所述正母线和所述负母线是至少部分地延伸穿过所述BMS的离散刚性部件。
20.根据权利要求11所述的储能系统，其特征在于，所述电力连接器设置在所述BMS的侧壁上，其中所述第一面方向向外离开所述BMS侧壁，以及其中所述第二面方向向内朝所述BMS侧壁。
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