CN108808819A - 一种锂电储能备电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电储能备电系统，设置在直流母线与负载之间，包括锂电电池组、电池管理单元BMS、继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4、预充电阻R、防反元器件，所述继电器K3和预充电阻R组成预充回路，所述继电器K4组成主正充放电回路，所述继电器K1组成主负充放电回路，所述继电器K2和防反元器件组成放电回路。本发明能有效的解决锂电储能备电系统长期处于浮充状态后易导致单体电池过压和欠压的问题，从而导致备电时间能够达到设计要求。

Description

一种锂电储能备电系统
技术领域
本发明涉及锂电池储能技术领域，尤其涉及一种锂电储能备电系 统。
背景技术
储能应用前景广阔，未来将为我国经济增长、绿色能源发展创造 巨大的价值，但作为一个新兴的技术产业，现阶段发展仍然面临一些 问题。技术经济性的提升、应用市场机制和定价体系的完善都是未来 的工作重点，而最亟待解决的是需要各方合力为储能产业探索和挖掘 多个可实现商业盈利的市场，实现产业健康、持续的发展。从技术发 展看，锂离子电池、铅炭电池、液流电池、钠硫电池、超临界压缩空 气储能、超级电容等主流储能技术的成本已经有了大幅降低。根据 CNESA的分析数据，到2016年底，大部分技术的建设成本在人民币 2000元/kWh-3000元/kWh之间，较2013年，平均降幅超过50％；预 计到2020年，主流技术的成本区间将降低到人民币1000元/kWh-1500 元/kWh左右；建设成本的大幅下降将为储能未来的广泛应用奠定基 础。
基于上述市场现状，锂电储能系统将逐步替代传统铅酸备电系 统，目标应用领域为通信基站、数据中心机房、电力站点的备电系统 等，应用前景非常广阔。然而存在以下不足之处：因锂电储能系统长 期处于浮充状态时，当电池系统进行大电流充放电时，很容易出现单 体电池过压和欠压，从而导致系统备电时间大大缩短，影响系统的正 常使用。目前的锂电储能系统，通常采用在锂电系统和输出母线之间 放置电池充放电控制器的方法来解决锂电系统长期处于浮充状态后 易导致单体电池过压和欠压问题。该电池充放电控制器具有充电限 流，放电过流/短路功能，输入过欠压保护等功能。然而此类方法需 要单独配置电池充放电控制器，不仅增加系统体积，而且成本高昂， 不利于锂电系统的大范围推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电储能备电系统，具备能有效的解 决锂电储能备电系统长期处于浮充状态后易导致单体电池过压和欠 压的问题，从而导致备电时间能够达到设计要求的优点，解决了现有 需要单独配置电池充放电控制器，不仅增加系统体积，而且成本高昂， 不利于锂电系统的大范围推广应用的问题。
根据本发明实施例的一种锂电储能备电系统，设置在直流母线与 负载之间，包括锂电电池组、电池管理单元BMS、继电器K1、继电器 K2、继电器K3、继电器K4、预充电阻R、防反元器件，所述继电器 K3和预充电阻R组成预充回路，所述继电器K4组成主正充放电回路，所述继电器K1组成主负充放电回路，所述继电器K2和防反元器件组 成放电回路。
进一步的，所述电池管理单元BMS与锂电电池组配套。
进一步的，所述预充回路中的预充电阻R的一端与锂电电池组的 正极相连，所述预充电阻R的另一端与继电器K3的动触点相连，所 述继电器K3的控制线圈静触点与电池管理单元BMS相连，所述继电 器K3的常开静触点分别与直流母线的正极、继电器K2的常开静触点、 继电器K4的常开静触点相连。
进一步的，所述主正充放电回路中的继电器K4的动触点与锂电 电池组的正极相连，所述继电器K4的控制线圈静触点与电池管理单 元BMS连接。
进一步的，所述主负充放电回路中的继电器K1的动触点与锂电 电池组的负极相连，所述继电器K1的控制线圈静触点与电池管理单 元BMS连接，所述继电器K1的常开静触点与直流母线的负极相连。
进一步的，所述放电回路中的防反元器件的一端与锂电电池组的 正极相连，所述防反元器件的另一端与继电器K2的动触点相连，所 述继电器K2的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接。
进一步的，所述防反元器件为功率二极管D1。
进一步的，所述防反元器件为可控硅器件D2。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1、通过K2继电器、防反元器件和K1继电器组成单向放电回路， 以及K3继电器、K4继电器、预充电阻R的组合，再配合电池管理单 元BMS的控制策略，能有效的解决锂电储能备电系统长期处于浮充状 态时，单体电池易出现过欠压告警的问题，同时当直流母线停电时， 电池系统无需切换时间就能为负载供电；通过K3继电器和预充电阻 R组成预充回路配合，能够有效缩短来电时大电流充电对电池系统的 冲击，通过K4继电器能够有效缩短防反元器件的工作时间，降低了 故障率；
2、本装置能够针对通信基站48V直流系统、电力电源直流系统、 IDC机房高压直流系统等直流母线备电系统，通过电池管理单元BMS 能够降低系统复杂度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限 制。在附图中：
图1为本发明提出的一种锂电储能备电系统的实施例1的系统拓 扑图；
图2为本发明提出的一种锂电储能备电系统的实施例2的系统拓 扑图。
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。
实施例1
参照图1，一种锂电储能备电系统，设置在直流母线与负载之间， 包括锂电电池组、电池管理单元BMS、继电器K1、继电器K2、继电 器K3、继电器K4、预充电阻R、防反元器件，继电器K3和预充电阻 R组成预充回路，继电器K4组成主正充放电回路，继电器K1组成主 负充放电回路，继电器K2和防反元器件组成放电回路。
电池管理单元BMS与锂电电池组配套，电池管理单元BMS负责整 个锂电储能备电系统的控制和管理，主要包括单体电池电压采集，电 池温度采集，电池总压采集，电池充放电电流采集，继电器控制；预 充回路中的预充电阻R的一端与锂电电池组的正极相连，预充电阻R 的另一端与继电器K3的动触点相连，继电器K3的控制线圈静触点与 电池管理单元BMS相连，继电器K3的常开静触点分别与直流母线的 正极、继电器K2的常开静触点、继电器K4的常开静触点相连；主正 充放电回路中的继电器K4的动触点与锂电电池组的正极相连，继电 器K4的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接；主负充放电回路 中的继电器K1的动触点与锂电电池组的负极相连，继电器K1的控制 线圈静触点与电池管理单元BMS连接，继电器K1的常开静触点与直 流母线的负极相连；放电回路中的防反元器件的一端与锂电电池组的 正极相连，防反元器件的另一端与继电器K2的动触点相连，继电器 K2的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接；防反元器件为功率 二极管D1，其最大正向压差为UD1；直流母线电压为Ubus，锂电电池 组的电池总压为Ubat；。
本系统分三个工作状态：充电工作状态、待机工作状态和放电工 作状态。
一、充电工作状态时，充电工作状态分首次上电充电和直流母线 停电恢复充电两种情况。
首次上电充电过程如下：
第一步，当电池需要充电且Ubus>Ubat时，闭合K1和K3进行锂电 储能备电系统的预充，当Ubus-Ubat<Δ1(Δ1为常数，单位为V，该值通 过整定确定)时，闭合K4和断开K3，完成锂电储能备电系统的预充 过程；
第二步，完成预充后，继续进行充电，直到锂电储能备电系统充 满电，即SOC为100％；
第三步，先闭合K2，再断开K4，让锂电储能备电系统处于自放 电状态(比如Ubus略大于Ubat)。
直流母线停电恢复充电过程如下：
第一步，停电恢复后，因K1和K4处于闭合状态，故充电电流较 大，为了避免长时间大电流充电，BMS需在T1时间(T1为常数，单位 为秒，该值通过整定确定)内闭合K3，断开K4，让系统进入预充状 态，当Ubus-Ubat<Δ1(Δ1为常数，单位为V，该值通过整定确定)时，闭 合K4和断开K3，完成锂电储能备电系统的预充过程；
第二步，完成预充后，继续进行充电，直到锂电储能备电系统充 满电，即SOC为100％；
第三步，先闭合K2，再断开K4，让锂电储能备电系统处于自放 电状态(比如Ubus略大于Ubat)。
二、待机工作状态时，本系统从刚进入自放电状态时，即进入待 机工作状态；当Ubus<(Ubat-UD1)(包括直流母线停电)时，系统离开 待机工作状态，进入放电工作状态；系统长期处于自放电状态时，其 电池总压会慢慢下降，当Ubus<(Ubat-UD1)时，系统离开待机工作状态， 进入放电工作状态；另外，当直流母线停电时，系统立即离开待机工 作状态，进入放电工作状态。
三、放电工作状态时，当Ubus<Ubat-UD1成立(包括直流母线停电) 时，本系统进入放电工作状态；此时K1和K2是闭合状态，电池管理 单元BMS需要在T2时间(T2为常数，单位为秒，该值通过整定确定) 内闭合K4，然后断开K2，避免D1长时间工作而损坏；在设计备电时间内，直流母线来电时，本系统进入直流母线停电恢复充电工作状态。
实施例2
参照图2，一种锂电储能备电系统，防反元器件为可控硅器件D2， 可控硅器件D2的最大正向压差为UD2，其余设置与实施例1相同，具 体工作步骤与实施例1也相同。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术 人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权 利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂电储能备电系统，设置在直流母线与负载之间，其特征在于：包括锂电电池组、电池管理单元BMS、继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4、预充电阻R、防反元器件，所述继电器K3和预充电阻R组成预充回路，所述继电器K4组成主正充放电回路，所述继电器K1组成主负充放电回路，所述继电器K2和防反元器件组成放电回路。
2.根据权利要求1所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述电池管理单元BMS与锂电电池组配套。
3.根据权利要求1所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述预充回路中的预充电阻R的一端与锂电电池组的正极相连，所述预充电阻R的另一端与继电器K3的动触点相连，所述继电器K3的控制线圈静触点与电池管理单元BMS相连，所述继电器K3的常开静触点分别与直流母线的正极、继电器K2的常开静触点、继电器K4的常开静触点相连。
4.根据权利要求1所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述主正充放电回路中的继电器K4的动触点与锂电电池组的正极相连，所述继电器K4的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接。
5.根据权利要求1所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述主负充放电回路中的继电器K1的动触点与锂电电池组的负极相连，所述继电器K1的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接，所述继电器K1的常开静触点与直流母线的负极相连。
6.根据权利要求1所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述放电回路中的防反元器件的一端与锂电电池组的正极相连，所述防反元器件的另一端与继电器K2的动触点相连，所述继电器K2的控制线圈静触点与电池管理单元BMS连接。
7.根据权利要求6所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述防反元器件为功率二极管D1。
8.根据权利要求6所述的一种锂电储能备电系统，其特征在于：所述防反元器件为可控硅器件D2。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818393A (zh) * 2019-01-23 2019-05-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
CN114537223A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 车辆电池切换系统及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011134303A1 (zh) * 2010-04-30 2011-11-03 重庆长安汽车股份有限公司 一种锂电池管理系统
CN102496991A (zh) * 2011-12-28 2012-06-13 南京双登科技发展研究院有限公司 一种后备式锂离子电池组管理方法及其管理系统
CN105932749A (zh) * 2016-06-24 2016-09-07 浙江中马园林机器股份有限公司 一种园林工具专用锂电池供电装置
CN205753523U (zh) * 2016-05-18 2016-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种储能电池组充放电控制及检测装置
CN106314189A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 北京新能源汽车股份有限公司 一种充放电电路及汽车
CN106340917A (zh) * 2016-09-05 2017-01-18 中国北方车辆研究所 混合动力系统用锂离子动力蓄电池电源充放电控制系统
CN106494254A (zh) * 2016-11-29 2017-03-15 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池充电保护控制系统、方法及装置
CN108016313A (zh) * 2017-11-30 2018-05-11 广州汽车集团股份有限公司 一种新能源汽车的高压系统及控制方法
CN208445340U (zh) * 2018-07-17 2019-01-29 深圳昱泽新能源有限公司 一种锂电储能备电系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011134303A1 (zh) * 2010-04-30 2011-11-03 重庆长安汽车股份有限公司 一种锂电池管理系统
CN102496991A (zh) * 2011-12-28 2012-06-13 南京双登科技发展研究院有限公司 一种后备式锂离子电池组管理方法及其管理系统
CN205753523U (zh) * 2016-05-18 2016-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种储能电池组充放电控制及检测装置
CN105932749A (zh) * 2016-06-24 2016-09-07 浙江中马园林机器股份有限公司 一种园林工具专用锂电池供电装置
CN106340917A (zh) * 2016-09-05 2017-01-18 中国北方车辆研究所 混合动力系统用锂离子动力蓄电池电源充放电控制系统
CN106314189A (zh) * 2016-09-23 2017-01-11 北京新能源汽车股份有限公司 一种充放电电路及汽车
CN106494254A (zh) * 2016-11-29 2017-03-15 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池充电保护控制系统、方法及装置
CN108016313A (zh) * 2017-11-30 2018-05-11 广州汽车集团股份有限公司 一种新能源汽车的高压系统及控制方法
CN208445340U (zh) * 2018-07-17 2019-01-29 深圳昱泽新能源有限公司 一种锂电储能备电系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818393A (zh) * 2019-01-23 2019-05-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
CN109818393B (zh) * 2019-01-23 2020-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
WO2020151601A1 (zh) * 2019-01-23 2020-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
US11404894B2 (en) 2019-01-23 2022-08-02 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Pre-charging circuit and pre-charging method for high voltage battery pack
CN114537223A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 车辆电池切换系统及方法

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