CN109496382A - 电池系统 - Google Patents

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Abstract

公开了根据各种实施例的电池系统。公开了一种电池系统，电池系统包括：第一电池架，包括：第一电池模块，第一电池模块包括第一电池；第一架管理单元，用于控制第一电池模块的充放电；以及第一架保护电路，用于通过接受第一架管理单元的控制来阻挡电流在第一电池模块中流动；以及第二电池架，包括：第二电池模块，第二电池模块包括第二电池；第二架管理单元，用于控制第二电池模块的充放电；以及第二架保护电路，用于通过接受第二架管理单元的控制来阻挡电流在第二电池模块中流动，其中，第一架保护电路和第二架保护电路由第一架管理单元和第二架管理单元并行地控制。

Description

电池系统
技术领域
本公开涉及一种包括多个电池架的电池系统。
背景技术
随着电池系统应用于各种领域，已经引入了具有各种结构的电池系统。电池系统可以包括多个电池架，多个电池架中的每个包括架管理单元，以管理电池架的充放电操作等。如果多个电池架之中的一个电池架的架管理单元处于异常状态，则包括异常的架管理单元的电池架会过度放电或过度充电。
发明内容
技术问题
因此，本公开的目的是提供一种包括电池架的电池系统，该电池架被配置为即使在至少一个电池架的架管理单元处于异常状态时也防止过放电或过充电。
技术方案
根据本公开的方面，电池系统包括：第一电池架，包括：第一电池模块，第一电池模块包括第一电池；第一架管理单元，控制第一电池模块的充放电；以及第一架保护电路，在第一架管理单元的控制下中断第一电池模块的电流；以及第二电池架，包括：第二电池模块，第二电池模块包括第二电池；第二架管理单元，控制第二电池模块的充放电；以及第二架保护电路，在第二架管理单元的控制下中断第二电池模块的电流，其中，第一架保护电路和第二架保护电路由第一架管理单元和第二架管理单元并行地控制。
根据电池系统的示例，电池系统还包括系统管理单元，其中，系统管理单元将控制信号施加到第一架管理单元和第二架管理单元，并且基于针对控制信号的响应信号的产生来检测第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
根据电池系统的另一示例，系统管理单元通过控制器区域网络(CAN，controlarea network)通信与第一架管理单元和第二架管理单元通信，系统管理单元基于分配给第一架管理单元和第二架管理单元的标识符的出现来确定第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
根据电池系统的另一示例，第一电池模块包括检测第一电池的状态的第一模块管理单元，第二电池模块包括检测第二电池的状态的第二模块管理单元，其中，第一架管理单元和第二架管理单元控制第一电池模块和第二电池模块中的至少一个。
根据电池系统的另一示例，当系统管理单元检测到第一架管理单元处于异常状态时，第二架管理单元从第一模块管理单元接收关于第一电池的状态信息，并基于关于第一电池的状态信息控制第一架保护电路。
根据本公开的方面，能量储存系统包括：电池系统，包括第一电池架和第二电池架；转换器，电连接到电池系统；DC链路，电连接到转换器；以及电力转换装置，在发电系统、输电网和负载中的至少一个与DC链路之间转换电力，其中，第一电池架包括第一架保护电路和第一架管理单元，第二电池架包括第二架保护电路和第二架管理单元，其中，第一架保护电路和第二架保护电路由第一架管理单元和第二架管理单元并行地控制。
根据能量储存系统的示例，能量储存系统还包括系统管理单元，其中，系统管理单元控制转换器和电力转换装置并且将控制信号施加到第一架管理单元和第二架管理单元，以基于针对控制信号的响应信号的产生来检测第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
根据能量储存系统的另一示例，系统管理单元通过CAN通信与第一架管理单元和第二架管理单元通信，系统管理单元基于分配给第一架管理单元和第二架管理单元的标识符的出现来确定第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
根据能量储存系统的另一示例，第一电池架还包括第一电池模块，第一电池模块包括第一电池和第一模块管理单元，第一模块管理单元监视第一电池的状态，第二电池架还包括第二电池模块，第二电池模块包括第二电池和第二模块管理单元，第二模块管理单元监视第二电池的状态，其中，第一架管理单元和第二架管理单元控制第一电池模块和第二电池模块中的至少一个。
根据能量储存系统的另一示例，当系统管理单元检测到第一架管理单元处于异常状态时，第二架管理单元从第一模块管理单元接收关于第一电池的状态信息，并基于关于第一电池的状态信息控制第一架保护电路。
有益效果
根据各种实施例，当电池系统的电池架的架管理单元中的一个架管理单元处于异常状态时，与异常的架管理单元相邻的电池架的架管理单元可以控制包括异常的架管理单元的电池架的充放电操作。
附图说明
图1是示意性示出根据实施例的能量储存系统的内部的框图。
图2是示出根据示例实施例的电池系统的框图。
图3是示出根据本公开的实施例的第一电池架和第二电池架的内部结构的示意图。
图4是示出根据另一实施例的第一电池架和第二电池架的内部结构的示意图。
图5是示出根据示例实施例的对电池系统的系统管理单元和多个架管理单元的控制和通信方法的框图。
图6是示意性地示出根据另一实施例的电池系统的内部结构的视图。
具体实施方式
通过下面参照附图给出的描述，将阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开的下面的实施例是非限制性的示例并且可以具有不同的形式，应当理解的是，本公开的构思和技术范围涵盖所有修改、等同物和替换物。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。此外，将省略与公知功能或配置相关的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主题。
例如，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在一个示例实施例中修改在另一个示例实施例中描述的特定形状、结构和特征。另外，在一个示例实施例中描述的元件的位置或布置可以在本公开的范围内的另一示例实施例中改变。也就是说，仅出于说明性目的来给出以下描述，并且不旨在限制本公开的范围。本公开的范围由权利要求及其等同物限定。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在本公开中描述的细节是示例。也就是说，在本公开的精神和范围内，可以在其他示例实施例中改变这样的细节。
将理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
这里使用的术语仅用于解释具体实施例，并不意图限制本公开的范围。除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。将理解的是，当这里使用诸如“包括”、“包含”和“具有”的术语时，说明存在所特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合。将理解的是，尽管这里使用术语“第一”和“第二”来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件或组件与其它元件或组件区分开。
在下文中，将参照附图详细描述示例实施例。在附图中，同样的附图标记表示同样的元件，并且将省略其重复描述。
图1是示意性示出根据实施例的能量储存系统的内部的框图。
根据图1中示出的示例实施例，能量储存系统与发电系统和输电网一起向负载供电。
根据本示例实施例，发电系统2是通过能源产生电力的系统。发电系统2可以发电并向能量储存系统1供电。发电系统2可以包括太阳能发电系统、风力发电系统、潮汐发电系统等中的至少一种。例如，使用新的可再生能源(诸如太阳热能或地热)发电的所有发电系统可以包括在发电系统2中。例如，使用太阳光发电的太阳能电池可以容易地安装在家庭或工厂中，因此可以与能量储存系统1一起用于家庭或工厂。发电系统2可以通过布置能够并行产生电力的多个发电模块来构成大容量能量系统。
输电网3可以包括发电厂、变电站、输电线等。当输电网3处于正常状态时，输电网3可以向能量储存系统1供电，也就是说，向负载4和电池系统20中的至少一个供电，或者可以从能量储存系统1(即，从电池系统20)接收电力。当输电网3处于异常状态时，停止输电网3和能量储存系统1之间的电力供应。
负载4可以消耗由发电系统2产生的电力、储存在电池系统20中的电力或者从输电网3供应的电力。家庭或工厂中的电气设备是负载4的示例。
根据本示例实施例，能量储存系统1可以将由发电系统2产生的电力储存在电池系统20中，或者可以将电力供应到输电网3。另外，例如，能量储存系统1可以将储存在电池系统20中的电力供应到输电网3，或者可以将从输电网3供应的电力储存在电池系统20中。另外，能量储存系统1可以将由发电系统2产生的电力或储存在电池系统20中的电力供应到输电网3。另外，当输电网3处于诸如电源故障的异常状态时，能量储存系统1可以执行不间断电力供应(UPS)功能，以将由发电系统2产生的电力或储存在电池系统20中的电力供应到负载4。
根据本示例实施例，能量储存系统1可以包括被配置为转换电力的电力转换系统10(下文中称为PCS10)、电池系统20、第一开关30和第二开关40。
根据本示例实施例，PCS10可以将从发电系统2、输电网3和电池系统20提供的电力转换为适当形式的电力并且可以将电力供应到所需的位置。PCS10可以包括电力转换单元11、DC链路12、逆变器13、转换器14和总控制器15。
电力转换单元11可以是连接在发电系统2和DC链路12之间的电力转换装置，并且可以将由发电系统2产生的电力转换为DC链路电压并且可以将DC链路电压供应到DC链路12。
电力转换单元11可以包括电力转换电路，诸如根据发电系统2的类型的转换器电路或整流器电路。当发电系统2产生直流(DC)电力时，电力转换单元单元11可以包括DC-DC转换器电路，所述DC-DC转换器电路被配置为将由发电系统2产生的DC电力转换成另一种类型的DC电力。当发电系统2产生交流(AC)电力时，电力转换单元11可以包括整流器电路，所述整流器电路被配置为将AC电力转换为DC电力。
例如，如果发电系统2是太阳能发电系统，则电力转换单元11可以包括最大功率点跟踪(MPPT)转换器，以根据诸如太阳辐射量和温度的因素最大地转换由发电系统2产生的电力。另外，当发电系统2不产生电力时，可以停止电力转换单元11的操作以最小化或减少由诸如转换器电路或整流器电路的电力转换装置所消耗的电力。
尽管对于转换器14和逆变器13的正常操作而言期望稳定的DC链路电压，但是由于诸如发电系统2或输电网3中的瞬时电压降或者负载4中的峰值载荷的产生的问题，会产生不稳定的DC链路电压。根据本示例实施例，DC链路12可以连接在电力转换单元11和逆变器13之间，以用于将DC链路电压维持在恒定水平或基本恒定的水平。DC链路12的示例可以包括大容量电容器。
逆变器13可以是连接在DC链路12和第一开关30之间的电力转换装置。逆变器13可以包括被配置为将从发电系统2和电池系统20中的至少一个输出的DC链路电压转换为输电网3的AC电压的逆变器。另外，逆变器13可以包括整流器电路，所述整流器电路被配置为将来自输电网3的AC电压转换为DC电压并且输出DC电压作为DC链路电压，以用于在充电模式下在电池系统20中储存输电网3的电力。逆变器13可以是具有可逆的输入侧和输出侧的双向逆变器。
逆变器13可以包括滤波器，以从输出到输电网3的AC电压中去除谐波。另外，逆变器13可以包括锁相环(PLL)电路，以使从逆变器13输出的AC电压的相位与输电网3的AC电压的相位同步，并且因此抑制或限制无功功率的产生。另外，逆变器13可以具有诸如限制电压变化的范围、改善功率因数、在瞬态现象期间去除DC分量或保护或者减少瞬态现象的功能。
转换器14可以是连接在DC链路12和电池系统20之间的电力转换装置。转换器14可以包括DC-DC转换器，所述DC-DC转换器通过DC-DC转换将储存在电池系统20中的电力转换为适当的DC链路电压并且在放电模式下将DC链路电压输出到逆变器13。另外，转换器14可以包括DC-DC转换器，所述DC-DC转换器通过DC-DC转换将从电力转换单元11输出的电力的电压或从逆变器13输出的电力的电压转换为适当的电压电平(即，电池系统20的充电电压电平)，并且在充电模式下将充电电压电平输出到电池系统20。转换器14可以是具有可逆的输入侧和输出侧的双向转换器。当电池系统20未被充电或未被放电时，可以停止转换器14的操作以使电力消耗最小化或减少电力消耗。
根据本示例实施例，总控制器15可以监视发电系统2、输电网3、电池系统20和负载4的状态。总控制器15可以监视输电网3中的电力故障的发生、发电系统2是否发电、发电系统2发电时由发电系统2产生的电量、电池系统20的充电的状态、负载4的电力消耗量、时间等。尽管总控制器15被示出为与控制电池系统20的输入和输出的系统管理单元200分离，但是可以设置总控制器15包括系统管理单元200的单个结构。然而，本公开的构思不限于此。
根据本示例实施例，总控制器15可以根据监控结果和预设算法控制电力转换单元11、逆变器13、转换器14、电池系统20、第一开关30和第二开关40的操作。例如，如果输电网3中发生电力故障，则可以在总控制器15的控制下将储存在电池系统20中的电力或由发电系统2产生的电力供应到负载4。另外，当不可能向负载4供应足够的电力时，总控制器15可以优先考虑负载4的电气设备并且可以控制负载4，从而可以将电力供应到高优先级的电气设备。另外，总控制器15可以控制电池系统20的充放电操作。
根据本示例实施例，第一开关30和第二开关40串联连接在逆变器13和输电网3之间，并且根据总控制器15的控制接通/断开以控制发电系统2和输电网3之间的电流的流动。第一开关30和第二开关40可以根据发电系统2、输电网3和电池系统20的状态接通/断开。
例如，可以接通第一开关30以从发电系统2和电池系统20中的至少一个向负载4供电，或者从输电网3向电池系统20供电。可以接通第二开关40以从发电系统2和电池系统20中的至少一个向输电网3供电，或者从输电网3向负载4和电池系统20中的至少一个供电。
如果输电网3中发生电力故障，则可以关闭第二开关40，并且可以接通第一开关30。因此，可以从发电系统2和电池系统20中的至少一个向负载4供电，与此同时，可以防止供应到负载4的电流流到输电网3。以这种方式，能量储存系统1可以作为独立系统进行操作，以防止在输电网3的电力线等上工作的工作人员被来自发电系统2或电池系统20的电力电击。
第一开关30和第二开关40可以包括开关装置，例如，耐受高电流或能够控制高电流的继电器。
根据本示例实施例，电池系统20可以储存从发电系统2和输电网3中的至少一个接收的电力，并且可以将储存的电力供应到负载4和输电网3中的至少一个。电池系统20可以包括储存电力的部分以及控制和保护电力储存部分的部分。电池系统20的充放电操作可以由总控制器15控制。
在下文中，将参照图2更详细地描述电池系统20。
图2是示出根据示例实施例的电池系统的框图。
根据图2中所示的示例实施例，电池系统20包括系统管理单元200、多个电池架210-1至210-N以及用于数据通信的总线250。
多个电池架210-1至210-N可以储存从外部(即，从发电系统2和/或输电网3)供应的电力，并且可以将所储存的电力供应到输电网3和/或负载4。多个电池架210-1至210-N可以包括多个电池模块220-1至220-N、多个架管理单元211-1至211-N以及多个架保护电路217-1到217-N。
多个电池模块220-1至220-N储存电力并且包括串联连接、并联连接、或串联和并联的组合连接的一个或更多个电池模块。多个电池模块220-1至220-N的充放电操作可以分别由与其对应的多个架管理单元211-1至211-N控制。多个电池模块220-1至220-N可以根据所需的输出电压彼此串联连接或并联连接。在图2中，多个电池架210-1至210-N的多个电池模块220-1至220-N被示出为彼此并联连接。然而，多个电池模块220-1至220-N可以根据对电池系统20的要求串联连接或者串联和并联的组合连接。多个电池模块220-1至220-N中的每个包括电池219以及被配置为监视电池219的状态(例如，电压、电流或温度)的模块管理单元215。
多个架管理单元211-1至211-N可以分别控制与其对应的多个电池架210-1至210-N的整体操作。多个架管理单元211-1至211-N中的每个可以通过控制多个架保护电路217-1至217-N的相应的架保护电路217，来控制多个电池模块220-1至220-N中的相应的电池模块220的充放电操作。例如，在过电流状态或过放电状态下，第N架管理单元211-N断开包括在第N架保护电路217-N中的开关，以阻止第N电池架210-N的输入和输出。另外，第N架管理单元211-N可以监控第N电池模块220-N的状态(例如，温度、电压或电流)，并且可以将测量数据传输到系统管理单元200。另外，第N架管理单元211-N可以根据测量数据和预设算法来控制包括在第N电池模块220-N中的电池单元的单元平衡操作(cell balancing operation)。
在下文中，为了易于说明，多个电池架210-1至210-N中的一个、多个电池模块220-1至220-N中的一个、多个架管理单元211-1至211-N中的一个、多个架保护电路217-1至217-N中的一个可以被称为第M电池架210-M、第M电池模块220-M、第M架管理单元211-M、第M架保护电路217-M，其中，M是从1到N的范围的整数。
第M架保护电路217-M可以根据相应的第M架管理单元211-M的控制来控制第M电池架的输入和输出。另外，第M架保护电路217-M可以将第M电池模块220-M的状态(诸如，输出电压、输出电流、开关状态或熔丝状态)提供到对应的第M架管理单元211-M。
可以通过多个架保护电路217-1至217-N将从多个电池模块220-1至220-N输出的电力供应到转换器14(参照图1)，可以通过多个架保护电路217-1至217-N将从转换器14供应的电力储存在多个电池模块220-1至220-N中。从多个架保护电路217-1至217-N延伸的电力线可以根据诸如从多个电池模块220-1至220-M输出的电量或电压的大小的因素，来并联连接、串联连接或者串联和并联的组合连接。
第M架管理单元211-M可以从第M电池模块220-M和第M架保护电路217-M收集数据。从第M架保护电路217-M收集的数据可以包括输出电流值、输出电压值、开关状态、熔丝状态等，从第M电池模块220-M收集的数据可以包括电池单元电压值和温度值等。
基于所收集的数据，第M架管理单元211-M可以计算诸如第M电池模块220-M的剩余电力、寿命、充电状态(SOC)的值，或者可以确定第M电池模块220-M是否处于异常状态。例如，第M架管理单元211-M可以确定第M电池模块220-M是否处于诸如过充电、过放电、过电流、过电压、过热、电池单元不平衡或电池单元劣化的异常状态。如果确定第M电池模块220-M处于异常状态，则第M架管理单元211-M可以根据内部算法采取行动。例如，第M架管理单元211-M可以操作第M架保护电路217-M。
总线250是用于在系统管理单元200与多个架管理单元211-1至211-N之间传输数据或命令的路径。CAN协议可以用作用于系统管理单元200与多个架管理单元211-1至211-N之间的通信的协议，或者可以使用用于使用总线传输数据或命令的另一通信协议。
多个架管理单元211-1至211-N可以通过总线250将从多个电池模块220-1至220-N收集的数据提供到系统管理单元200。多个架管理单元211-1至211-N还可以向系统管理单元200提供关于异常发生和异常类型的信息。在这种情况下，系统管理单元200可以控制多个架管理单元211-1至211-N。例如，系统管理单元200可以将用于操作多个架保护电路217-1至217-N的控制命令传输到多个架管理单元211-1至211-N。
系统管理单元200可以将从多个架管理单元211-1至211-N收集的数据传输到图1中所示的总控制器15。系统管理单元200还可以向总控制器15提供关于多个电池架210-1至210-N是否处于异常状态以及异常类型的信息。另外，总控制器15还可以向系统管理单元200提供关于PCS10的状态(例如，转换器14的状态)的信息。例如，总控制器15可以向系统管理单元200通知转换器14的输入端子和输出端子的断开状态或者关于转换器14中的流动电流的信息。系统管理单元200可以基于从总控制器15接收的信息来控制电池系统20的操作。例如，为了根据PCS10的状态使多个电池架210-1至210-N中的至少一个接通，系统管理单元200可以将控制命令传输到多个架管理单元211-1至211-N之中的相应的架管理单元211。
图3是示出根据本公开的实施例的第一电池架和第二电池架的内部结构的示意图。
根据图3中所示的示例实施例，第一电池架210-1和第二电池架210-2可包括第一电池模块220-1和第二电池模块220-2以及第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2。
第一电池模块220-1和第二电池模块220-2储存从输电网3和/或发电系统2供应的电力，并将储存的电力供应到输电网3和/或负载4。第一电池模块220-1和第二电池模块220-2中的每个可以包括电池219和模块管理单元215。
第一电池219-1和第二电池219-2中的每个可以包括一个或更多个储存电力并且串联连接、并联连接或者串联和并联的组合连接的电池单元。可以根据所需的输出电压来确定包括在第一电池219-1和第二电池219-2中的每个中的电池单元的数量。电池单元可以包括可再充电的二次电池单元。电池单元的示例可以包括镍镉电池单元、铅电池单元、镍金属氢化物(NMH)电池单元、锂离子电池单元和锂聚合物电池单元。
第一电池219-1和第二电池219-2的充放电操作可以由与第一电池219-1对应的第一模块管理单元215-1和与第二电池219-2对应的第二模块管理单元215-2控制。另外，第一电池219-1和第二电池219-2可以彼此串联连接，以提供第一电池架210-1和第二电池架210-2所需的输出电压。另外，电力线可以从串联连接的第一电池219-1和第二电池219-2的两个末端电池单元延伸，以通过第一架保护电路217-1和第二架保护电路217-2来向转换器14(参照图1)供电。
第一电池架210-1可以从外部接收控制信号。第一电池架210-1包括能够从外部接收控制信号并将数据传输到外部的第一端口(未示出)以及能够将控制信号施加到外部并从外部接收数据的第二端口(未示出)。第一端口和第二端口可以电连接到总线(未示出)。第一端口可以提供控制信号可以经其施加到第一架保护电路217-1的路径以及第一模块管理单元215-1可以经其将关于第一电池219-1的信息传输到第二电池架210-2的路径。第二端口可以提供可以经其施加第二控制信号(即，用于控制包括在第二电池架210-2中的第二架保护电路217-2的控制信号)的路径，以及经其传输关于由包括在第一电池架210-1中的第一模块管理单元215-1传输的第一电池219-1的状态的信息的路径。第二电池架210-2包括与第一端口和第二端口对应的端口。
当第一架保护电路217-1接收从第一架管理单元211-1传输的第一控制信号和由第二电池架210-2的第二架管理单元211-2施加的第二控制信号中的至少一个控制信号时，第一架保护电路217-1阻挡第一电池架210-1的输入和输出。例如，第一架保护电路217-1可以包括当第一架保护电路217-1接收第一控制信号和第二控制信号中的至少一个时经其输出用于阻挡的控制信号的OR门。
这里，第一控制信号是指第一架管理单元211-1通过其控制第一架保护电路217-1的控制信号和第二架管理单元211-2通过其操作第二架保护电路217-2的控制信号，第二控制信号是指第一架管理单元211-1通过其控制第二架保护电路217-2的控制信号和第二架管理单元211-2通过其控制第一架保护电路217-1的控制信号。
根据实施例，第一电池架210-1和第二电池架210-2的第一端口和第二端口彼此连接，使得第一架保护电路217-1和第二架保护电路217-2可以由第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2中的至少一个控制，第一模块管理单元215-1和第二模块管理单元215-2中的每个可以向第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2中的至少一个传输关于第一电池219-1和第二电池219-2中的相应的电池219的信息。
根据实施例，当第一架管理单元211-1处于异常状态时，第一架管理单元211-1会无法正常判断从第一模块管理单元215-1传输的关于第一电池219-1的信息。在这种情况下，第一电池219-1会由于过充电或过放电而损坏或爆炸。如稍后参照图5所描述的，系统管理单元200可以监视第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2的状态，以检测第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2之中的异常的架管理单元211。如果系统管理单元200检测到第一架管理单元211-1处于异常状态，则系统管理单元200可以请求第二架管理单元211-2来控制第一电池架210-1。响应于来自系统管理单元200的请求，第二架管理单元211-2可以向第一模块管理单元215-1请求关于第一电池219-1的状态的信息。如果第二架管理单元211-2基于从第一模块管理单元215-1接收的信息确定第一电池219-1被过充电或过放电的可能，则第二架管理单元211-2可以输出第二控制信号以断开第一架保护电路217-1。
图4是示出根据另一实施例的第一电池架和第二电池架的内部结构的示意图。
参照图4，第一电池架210-1包括第一电池模块220-1、第一架保护电路217-1和第一架管理单元211-1，第二电池架210-2包括第二电池模块220-2、第二架保护电路217-2和第二架管理单元211-2。
根据实施例，第一架保护电路217-1由第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2并行地控制。第二架管理单元211-2可以响应于来自系统管理单元200的请求来控制第一架保护电路217-1，如果没有请求，则第一架保护电路217-1由第一架管理单元211-1控制。第一架保护电路217-1可以包括开关单元(未示出)，当第一电池模块220-1被过充电或过放电时，第一架管理单元211-1可以使开关单元断开以停止第一电池架210-1的充电或放电。当第一架管理单元211-1处于异常状态并且未能控制第一架保护电路217-1时，不能防止第一电池模块220-1过放电或过充电。在这种情况下，系统管理单元200可以请求第二架管理单元211-2来分析第一电池219-1的状态并且来控制第一架保护电路217-1。与第一架保护电路217-1类似，第二架保护电路217-2也由第一架管理单元211-1和第二架管理单元211-2并行地控制。
根据实施例，当系统管理单元200检测到第二电池架210-2处于异常状态时，系统管理单元200请求第一架管理单元211-1来控制第二架保护电路217-2。第一架管理单元211-1可以向第二模块管理单元215-2请求关于第二电池219-2的状态的信息，并且可以基于关于第二电池219-2的状态的信息来控制第二架保护电路217-2。例如，当存在第二电池219-2被过充电的可能性时，第一架管理单元211-1施加参照图3描述的第二控制信号，以切断第二电池219-2和电源线之间的电连接。
图5是示出根据示例实施例的对电池系统的系统管理单元和多个架管理单元的控制方法和通信方法的框图。
在图5中所示的示例实施例中，使用CAN通信。因此，总线250可以包括向其传输或施加控制信号的一对导线(未示出)以及向其传输或施加通信信号的另一对导线(未示出)。控制信号可以通过单条线传输，或者可以通过光通信方法或无线通信方法传输。另外，除了使用所述另一对导线的串行通信方法之外，还可以通过使用多条导线的并行通信方法、光通信方法或无线通信方法来传输通信信号。
在图5中所示的实施例中，为了易于理解，系统管理单元200和多个架管理单元211-1至211-N被描述为通过CAN(控制器区域网络)通信彼此进行通信。然而，基于相同的原理，也可以使用其它通信方法。
根据实施例，系统管理单元200可以将控制信号施加到多个架管理单元211-1至211-N，并且基于多个架管理单元211-1至211-N是否响应于控制信号，系统管理单元200可以监视多个架管理单元211-1至211-N是否正常操作。
例如，标识符分别被分配给多个架管理单元211-1至211-N，系统管理单元200检测对控制信号的响应信号，并监视标识符之中是否存在缺失标识符。当存在缺失标识符时，系统管理单元200可以确定分配有缺失标识符的架管理单元处于异常状态。
根据实施例，系统管理单元200经由总线250从多个架管理单元211-1至211-N接收关于多个电池架210-1至210-N的状态的信息。系统管理单元200可以基于所接收的信息向多个架管理单元211-1至211-N输出控制信号。当第L电池架210-L的第L架管理单元211-L处于异常状态时，第L架管理单元211-L可能不向系统管理单元200报告第L电池架210-L的状态，或者可能无法响应系统管理单元200的控制信号。在这种情况下，系统管理单元200可以检测到分配给第L架管理单元211-L的标识符缺失，系统管理单元200可以确定第L架管理单元211-L处于异常状态。
图6是示意性地示出根据另一实施例的电池系统的内部结构的视图。
参照图6，电池系统20包括第一电池架210-1至第三电池架210-3、第一电池模块220-1至第三电池模块220-3以及第一架保护电路217-1至第三架保护电路217-3。第一电池模块220-1包括第一模块管理单元215-1和第一电池219-1；第二电池模块220-2包括第二模块管理单元215-2和第二电池219-2；第三电池模块220-3包括第三模块管理单元215-3和第三电池219-3。
根据实施例，系统管理单元200将控制信号施加到第一电池架210-1至第三电池架210-3，并且响应于控制信号接收信号。第一电池架210-1至第三电池架210-3分别被分配唯一标识符。如果响应信号中缺失特定标识符，则系统管理单元200确定电池架210的对应于缺失的标识符的架管理单元211处于异常状态。系统管理单元200可以将第三控制信号施加到能够二次管理异常电池架210的电池架210，使得电池架210可以管理异常电池架210的电池219和架保护电路217。
根据实施例，第一电池架210-1的第二端口连接到第三电池架210-3的第一端口，第一电池架210-1的第一端口连接到第二电池架210-2的第二端口，第二电池架210-2的第一端口连接到第三电池架210-3的第二端口。
如果系统管理单元200因为第一架管理单元211-1处于异常状态而将第三控制信号施加到第二架管理单元211-2，则第二架管理单元211-2可以通过第二电池架210-2的第二端口接收关于第一电池219-1的状态的信息，并且可以将参照图3描述的第二控制信号输出到第二电池架210-2的第二端口。在这种情况下，第一模块管理单元215-1将关于第一电池219-1的状态的信息输出到第一电池架210-1的第一端口，第一架保护电路217-1通过施加到第一电池架210-1的第一端口的第二控制信号进行操作。
同样地，如果系统管理单元200将第三控制信号施加到第三架管理单元211-3，则第三架管理单元211-3可以通过第三电池架210-3的第二端口接收关于第二电池219-2的状态的信息，并且可以将第二控制信号输出到第三电池架210-3的第二端口。在这种情况下，第二模块管理单元215-2将关于第二电池219-2的状态的信息输出到第二电池架210-2的第一端口，第二架保护电路217-2通过施加到第二电池架210-2的第一端口的第二控制信号进行操作。
另外，如果系统管理单元200因为第三架管理单元211-3处于异常状态而将第三控制信号施加到第一架管理单元211-1，则第一架管理单元211-1可以通过第一电池架210-1的第二端口接收关于第三电池219-3的状态的信息，并且可以将第二控制信号输出到第一电池架210-1的第二端口。在这种情况下，第三模块管理单元215-3将关于第三电池219-3的状态的信息输出到第三电池架210-3的第一端口，第三架保护电路217-3通过施加到第三电池架210-3的第一端口的第二控制信号进行操作。
尽管已经描述了本公开的优选实施例，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以作出各种改变和修改。因此，这里描述的实施例应该仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的。本公开的范围不由上面的描述限定，而是由所附权利要求限定，本公开范围的等同范围内的所有差异应该被认为包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种电池系统，所述电池系统包括：
第一电池架，包括：第一电池模块，第一电池模块包括第一电池；第一架管理单元，控制第一电池模块的充放电；以及第一架保护电路，在第一架管理单元的控制下中断第一电池模块的电流；以及
第二电池架，包括：第二电池模块，第二电池模块包括第二电池；第二架管理单元，控制第二电池模块的充放电；以及第二架保护电路，在第二架管理单元的控制下中断第二电池模块的电流，
其中，第一架保护电路和第二架保护电路由第一架管理单元和第二架管理单元并行地控制。
2.根据权利要求1所述的电池系统，所述电池系统还包括系统管理单元，其中，系统管理单元将控制信号施加到第一架管理单元和第二架管理单元，并且基于针对控制信号的响应信号的产生来检测第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中，系统管理单元通过控制器区域网络通信与第一架管理单元和第二架管理单元通信，
系统管理单元基于分配给第一架管理单元和第二架管理单元的标识符的出现来确定第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
4.根据权利要求2所述的电池系统，其中，第一电池模块包括检测第一电池的状态的第一模块管理单元，第二电池模块包括检测第二电池的状态的第二模块管理单元，
其中，第一架管理单元和第二架管理单元控制第一电池模块和第二电池模块中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其中，当系统管理单元检测到第一架管理单元处于异常状态时，第二架管理单元从第一模块管理单元接收关于第一电池的状态信息，并基于关于第一电池的状态信息控制第一架保护电路。
6.一种能量储存系统，所述能量储存系统包括：
电池系统，包括第一电池架和第二电池架；
转换器，电连接到电池系统；
DC链路，电连接到转换器；以及
电力转换装置，在发电系统、输电网和负载中的至少一个与DC链路之间转换电力，
其中，第一电池架包括第一架保护电路和第一架管理单元，第二电池架包括第二架保护电路和第二架管理单元，
其中，第一架保护电路和第二架保护电路由第一架管理单元和第二架管理单元并行地控制。
7.根据权利要求6所述的能量储存系统，所述能量储存系统还包括系统管理单元，其中，系统管理单元控制转换器和电力转换装置并且将控制信号施加到第一架管理单元和第二架管理单元，以基于针对控制信号的响应信号的产生来检测第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
8.根据权利要求7所述的能量储存系统，其中，系统管理单元通过控制器区域网络通信与第一架管理单元和第二架管理单元通信，
系统管理单元基于分配给第一架管理单元和第二架管理单元的标识符的出现来确定第一架管理单元和第二架管理单元是否处于异常状态。
9.根据权利要求7所述的能量储存系统，其中，第一电池架还包括第一电池模块，第一电池模块包括第一电池和第一模块管理单元，第一模块管理单元监视第一电池的状态，第二电池架还包括第二电池模块，第二电池模块包括第二电池和第二模块管理单元，第二模块管理单元监视第二电池的状态，
其中，第一架管理单元和第二架管理单元控制第一电池模块和第二电池模块中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的能量储存系统，其中，当系统管理单元检测到第一架管理单元处于异常状态时，第二架管理单元从第一模块管理单元接收关于第一电池的状态信息，并基于关于第一电池的状态信息控制第一架保护电路。
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