CN109494975A - 变流器和储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变流器和储能系统，其中，该变流器集成有电池管理功能；与储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级电流。通过上述方式解决了现有的电池管理功能与变流器分开设置所存在的电路资源冗余、电气走线繁琐、通信数据链路长等问题，达到了缩短通信线长度，提高通信可靠性的技术效果。

Description

变流器和储能系统

技术领域

本发明涉及直流微网设备技术领域，具体而言，涉及一种变流器和储能系统。

背景技术

在直流微网系统中，储能柜是重要的组成部分，而储能柜中的储能DCDC是连接储能电池和直流母线的桥梁。

在原有储能柜中电池管理系统和储能DCDC是独立分开的，然而，在实际运行过程中，两者之间存在数据通信、需要采样相同的信号、有相同的功能电路，这样就存在电路资源冗余、电气走线繁琐、通信数据链路长等问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种变流器和储能系统，以便缩短通信线长度，提高通信可靠性。

一方面，提供了一种变流器，集成有电池管理功能；

与储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级电流。

在一个实施方式中，上述变流器还包括：

采集电路，用于采集所述储能电池的电压信号和电流信号。

在一个实施方式中，上述变流器还包括：

绝缘阻抗检测电路，用于检测所述储能电池的对地电阻；

开关量控制电路，用于对接触器进行控制。

在一个实施方式中，上述变流器还包括：

输入端，用于接收所述储能电池输出的直流电；

转换器，用于将直流电转换为所需电压等级的电流；

电池管理部件，用于分析和管理所述储能电池的状态；

输出端，用于将转换得到的电流输出。

另一方面，提供了一种储能系统，包括：

储能电池，用于提供电源；

集成有电池管理功能的变流器，与所述储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级的电流。

在一个实施方式中，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

采集电路，用于采集所述储能电池的电压信号和电流信号。

在一个实施方式中，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

绝缘阻抗检测电路，用于检测所述储能电池的对地电阻；

开关量控制电路，用于对接触器进行控制。

在一个实施方式中，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

输入端，用于接收所述储能电池输出的直流电；

转换器，用于将直流电转换为所需电压等级的电流；

电池管理部件，用于分析和管理所述储能电池的状态；

输出端，用将转换得到的所需电压等级的电流输出。

在一个实施方式中，所述储能系统位于直流微网系统中。

又一方面，提供了一种储能柜，包括：储能电池，用于提供电源；集成有电池管理功能的变流器，与所述储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级的电流。

在上述实施例中，提供了一种变流器，该变流器集成有电池管理功能，通过变流器对储能电池进行管理，且对储能电池输出的直流电转换所需电压等级的电流。通过上述方式解决了现有的电池管理功能与变流器分开设置所存在的电路资源冗余、电气走线繁琐、通信数据链路长等问题，达到了缩短通信线长度，提高通信可靠性的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的储能柜的结构框图；

图2是现有的储能柜的结构框图；

图3是根据本发明实施例的储能柜的另一结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

针对现有的储能柜中电池管理系统和变流器是独立分开的，然而，在实际运行过程中，两者之间存在数据通信、需要采样相同的信号、有相同的功能电路，这样就存在电路资源冗余、电气走线繁琐、通信数据链路长等问题。在本例中提出了一种控制单元集成化的储能系统，将电池管理功能集成到变流器中，将冗余的采样电路、绝缘阻抗检测电路删除，实现两者板间通信，从而可以简化储能柜内部空间布局和电气走线，以便大大缩短通信线长度，提高通信可靠性，同时也能减小体积。

基于此，在本例中提供了一种储能柜，如图1所示，可以包括：

1)储能电池101，用于提供电源；

2)集成有电池管理功能的变流器102，与储能电池101连接，用于对储能电池101进行管理，且用于将储能电池输出的直流电转换所需电压等级的电流。其中，转换为的电流可以是直流电，也可以是交流电，可以根据需要选择，相应的，该变流器可以是DCDC，也可以是DC/AC。

具体的，上述变流器可以包括：采集电路，用于采集所述储能电池的电压信号和电流信号；绝缘阻抗检测电路，用于检测所述储能电池的对地绝缘阻抗；开关量控制电路，用于对接触器进行控制。通过绝缘阻抗检测电路和开关量控制电路的设置，可以实现变流器与电池的可靠断开，以及变流器的预充电。

在实际实现的时候，集成有电池管理功能的变流器可以按照如下方式设置：1)输入端，用于接收所述储能电池输出的直流电：转换器，用于将直流电转换为所需电压等级的电流；电池管理部件，用于分析和管理所述储能电池的状态；输出端，用于将转换得到的直流电输出。

在上例中，整合了采样电路、绝缘阻抗检测电路、开关量控制电路资源，共用一套电路，删除冗余部分，可以充分利用空间和资源。进一步的，将两者集成后，无需再外接供电电源线和通信信号线，在板子内部即可实现两者的通信，减小了外接干扰，提高了通信可靠性，同时又简化了外部的电气走线，简化了储能柜内的空间布局。

上述的储能柜可以应用在直流微网系统中，用于为直流微网系统中的直流母线供电。

即，提供了一种变流器，集成有电池管理功能；与储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级的电流。

下面结合一个具体实施例对上述结构进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

如图2所示，为原储能柜内部结构示意图，其中，储能DCDC和电池管理系统是分开独立设置的，电池管理系统中设置在储能电池中。其中，在储能DCDC和电池管理系统中都设置有：1)采样电路，用于采集电池的电压信号和电流信号；2)绝缘阻抗检测电路，用于检测电池的对地绝缘；3)开关量控制电路，用于对电路中的接触器进行控制。

其中，DCDC是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换)，具体指的是实现电能双向流动的变流器，是储能电池和直流母线对接的桥梁，既可以将储能电池输出的电压变换到某一值对接直流母线，也可以从直流母线取电实现向储能电池充电。

然而，在实际运行过程中，储能DCDC中的绝缘阻抗检测电路和开关量控制电路是闲置的，不需要使用。且储能DCDC和电池管理系统中的采样电路采样的是相同的电池信息。另外，储能DCDC需要向电池管理系统提供电源供电，需要有外部电气走线；两者之间有数据通信，就还需要外部通信信号线连接。

在本例中所提供的控制单元集成化的储能柜，可以如图3所示，可以包括：储能电池和集成电池管理功能的变流器两部分，将电池管理功能集成在了变流器上。具体的，整合了采样电路、绝缘阻抗检测电路、开关量控制电路资源，共用一套电路，删除冗余部分，可以充分利用空间和资源。进一步的，将两者集成后，无需再外接供电电源线和通信信号线，在板子内部即可实现两者的通信，减小了外接干扰，提高了通信可靠性，同时又简化了外部的电气走线，简化了储能柜内的空间布局。

即，在上例中，将电池管理功能集成到变流器中，两者共享采样电路和其他功能电路，整合有效资源并充分利用，简化了储能柜中的空间结构，减小了体积；进一步的，将电池管理功能集成到变流器中，可以有效改善柜内的电气走线，并可以实现两者板内通信，提高通信可靠性。

尽管本申请内容中提到不同的具体实施例，但是，本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等，某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。

上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或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。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (10)

1.一种变流器，其特征在于，集成有电池管理功能；

与储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级电流。

2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，还包括：

采集电路，用于采集所述储能电池的电压信号和电流信号。

3.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，还包括：

绝缘阻抗检测电路，用于检测所述储能电池的对地绝缘阻抗；

开关量控制电路，用于对接触器进行控制。

4.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，还包括：

输入端，用于接收所述储能电池输出的直流电；

转换器，用于将直流电转换为所需电压等级的电流；

电池管理部件，用于分析和管理所述储能电池的状态；

输出端，用于将转换得到的电流输出。

5.一种储能系统，其特征在于，包括：

储能电池，用于提供电源；

集成有电池管理功能的变流器，与所述储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级的电流。

6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

采集电路，用于采集所述储能电池的电压信号和电流信号。

7.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

绝缘阻抗检测电路，用于检测所述储能电池的对地绝缘阻抗；

开关量控制电路，用于对接触器进行控制。

8.根据权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述集成有电池管理功能的变流器包括：

输入端，用于接收所述储能电池输出的直流电；

转换器，用于将直流电转换为所需电压等级的电流；

电池管理部件，用于分析和管理所述储能电池的状态；

输出端，用将转换得到的所需电压等级的电流输出。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统位于直流微网系统中。

10.一种储能柜，其特征在于，包括：

储能电池，用于提供电源；

集成有电池管理功能的变流器，与所述储能电池连接，用于对所述储能电池进行管理，且用于将所述储能电池输出的直流电转换为所需电压等级的电流。