CN109904907A - 并联电池簇的上电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池领域，尤其涉及并联电池簇的上电系统及方法，包括电源UPS以及并联连接在电源UPS输出端的多个电池簇，以及多个一端与各电池簇一一对应连接，另一端均与电源UPS连接，用于对对应电池簇进行上电控制的开关单元；多个与各电池簇一一对应连接的，用于对对应的电池簇的电压信息进行采集以及对电源UPS进行控制的控制器BCU；一端与各控制器BCU通信连接，另一端通信连接电源UPS的，用于获取各电池簇的电压信息，并根据各电池簇的电压信息上传控制指令到电源UPS的协议转换器PCU；电源UPS根据控制指令控制电流输出。通过本发明，电池簇上电时，不会存在电池簇间压差比较大的情况，减小了接触器出现粘连等故障的概率，增加了接触器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及并联电池簇的上电系统及方法。
背景技术
多电池簇并联使用的高压储能系统应用场景中，电池簇间的端电压差异一直是阻扰电池正常使用的巨大因素，主要表现为以下两个方面：
第一点：并联电池簇间的环流问题、偏流问题；
第二点：电池簇间压差大给接触器正常通断操作带来风险；
对于第一点，由于压差问题是多电池簇并联应用的常见问题，尤其在电池多次循环充放电老化后，这个问题会更加凸现。如果每次都选择人工维护介入，势必会增加人工维护成本，产品的用户体验感也很差。
对于第二点，在并联电池簇系统上电接触器合闸时，如果电池簇间压差过大且电池簇间环流不可控，极端情况下有可能出现接触器粘连现象，进而系统失控。目前，在并联电池簇系统上电簇间压差过大时，业界主流的做法有以下两种：进行系统严重告警，需人工维护后，告警解除，系统才能正常使用，但是人工维护成本较高；开启每个电池簇的限流电阻，借助限流电阻的限流功能来缩小压差，等压差减少到一定范围内后，再控制接触器合闸。由于限流电阻的功率选择限于发热量、成本等问题，不可能选择功率较大的限流电阻，限流效果不明显，尤其在单电池簇容量比较大的场合，满足不了系统要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出并联电池簇的上电系统及方法。
并联电池簇的上电系统，包括电源UPS以及并联连接在电源UPS输出端的多个电池簇，该上电系统还包括：
多个一端与各电池簇一一对应连接，另一端均与电源UPS连接，用于对对应电池簇进行上电控制的开关单元；
多个与各电池簇一一对应连接的，用于对对应的电池簇的电压信息进行采集以及对电源UPS进行控制的控制器BCU；
一端与各控制器BCU通信连接，另一端通信连接电源UPS的，用于获取各电池簇的电压信息，并根据各电池簇的电压信息上传控制指令到电源UPS的协议转换器PCU；
所述电源UPS根据控制指令控制电流输出。
优选地，所述开关单元包括充电接触器K2、充电续流二极管D1、放电接触器K1、放电续流二极管D2，所述放电接触器K1的一端连接对应电池簇的正极，另一端连接充电接触器K2的一端，所述充电接触器K2的另一端连接电源UPS，所述充电续流二极管D1的负极连接电池簇的正极，充电续流二极管D1的正极连接充电接触器K2的一端以及放电续流二极管D2的正极，所述放电续流二极管D2的负极连接电源UPS以及充电续流二极管D1的正极。
优选地，所述开关单元通过直流正母线与电源UPS连接。
优选地，所述协议转换器PCU通过CAN BUS总线与各控制器BCU通信连接。
并联电池簇的充电的充电方法，该方法应用于并联电池簇的上电系统，包括以下步骤：
S1：协议转换器PCU获取各电池簇的电压信息，并根据获取的各电池簇的电压信息从中选取电压最小值；
S2：协议转换器PCU控制所有电池簇充电接触器合闸，放电接触器分闸；
S3：协议转换器PCU通信请求电源UPS输出电压最小值对应的充电电压，且该充电电压逐渐抬升直到额定充电电压；
S4：当控制器BCU检测到对应的电池簇进行充电时，控制该电池簇对应的放电接触器K1合闸。
通过使用本发明，可以实现以下效果：
1.不需要限流电阻，能有效减少系统物料成本，且不存在限流电阻发热量大的问题；
2.不需要人工介入，有效减少系统使用的人工维护成本；
3.电池簇上电时，不会存在电池簇间压差比较大的情况，减小了接触器出现粘连等故障的概率，增加了接触器的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明实施例提出一种并联电池簇的上电系统，包括电源UPS以及并联连接在电源UPS输出端的多个电池簇1~n，该上电系统还包括：
多个一端与各电池簇一一对应连接，另一端均与电源UPS连接，用于对对应电池簇进行上电控制的开关单元；
多个与各电池簇一一对应连接的，用于对对应的电池簇的电压信息进行采集以及对电源UPS进行控制的控制器BCU；
一端与各控制器BCU通信连接，另一端通信连接电源UPS的，用于获取各电池簇的电压信息，并根据各电池簇的电压信息上传控制指令到电源UPS的协议转换器PCU；
所述电源UPS根据控制指令控制电流输出。
在实际工作时，控制器BCU对对应的电池簇的电压信息进行采集；协议转换器PCU获取各电池簇的电压信息，并根据各电池簇的电压信息上传控制指令到电源UPS；电源UPS根据控制指令控制输出电压，电源UPS首先输出的电压为各电池簇中的最小电压值，并逐渐抬升输出电压，实现各电池簇依次接入直流正母线，且各电池簇在充电时，不存在电压差。
在本实施例中，开关单元包括充电接触器K2、充电续流二极管D1、放电接触器K1、放电续流二极管D2，所述放电接触器K1的一端连接对应电池簇的正极，另一端连接充电接触器K2的一端，所述充电接触器K2的另一端连接电源UPS，所述充电续流二极管D1的负极连接电池簇的正极，充电续流二极管D1的正极连接充电接触器K2的一端以及放电续流二极管D2的正极，所述放电续流二极管D2的负极连接电源UPS以及充电续流二极管D1的正极。当充电接触器K2合闸时，对应的电池簇进行充电；当放电接触器K1合闸时，对应的电池簇进行放电。
在本实施例中，控制器BCU可以采用的具体型号包括：BCU-1666、BCU-843、BCU-16160、BCU-860、BCU-1600。控制器BCU内置集成电压采集电路、控制电路等，实现对各电池簇的电压采集，同时实现对放电接触器K1、充电接触器K2的控制。
作为本实施例的优选，开关单元通过直流正母线与电源UPS连接。
作为本实施例的优选，协议转换器PCU通过CAN BUS总线与各控制器BCU通信连接。
上述实施例一种并联电池簇的上电系统对应的充电方法，包括以下步骤：
S1：协议转换器PCU获取各电池簇的电压信息，并根据获取的各电池簇的电压信息从中选取电压最小值；
S2：协议转换器PCU控制所有电池簇充电接触器合闸，放电接触器分闸；
S3：协议转换器PCU通信请求电源UPS输出电压最小值对应的充电电压，且该充电电压逐渐抬升直到额定充电电压；
S4：当控制器BCU检测到对应的电池簇进行充电时，控制该电池簇对应的放电接触器K1合闸。
当电源UPS输出最小电压时，只有对应的输出电压最低的电池簇进行充电；由于其他电池簇的输出电压均高于最小电压，所以均不进行充电。随着电源UPS输出的电压逐渐抬升，而对应的输出电压最低的电池簇的电压也随着充电而逐渐升高。当该电池簇的电压与第二低电压对应的电池簇相同时，该电池簇的电压与第二低电压对应的电池簇同时进行充电，直到所有的电池簇同时进行充电。
通过使用该方法，在并联电池簇上电时，不会存在电池簇间压差比较大的情况，减小了接触器出现粘连等故障的概率，增加了接触器的使用寿命。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.并联电池簇的上电系统，其特征在于，包括电源UPS以及并联连接在电源UPS输出端的多个电池簇，其特征在于，该上电系统还包括：
多个一端与各电池簇一一对应连接，另一端均与电源UPS连接，用于对对应电池簇进行上电控制的开关单元；
多个与各电池簇一一对应连接的，用于对对应的电池簇的电压信息进行采集以及对电源UPS进行控制的控制器BCU；
一端与各控制器BCU通信连接，另一端通信连接电源UPS的，用于获取各电池簇的电压信息，并根据各电池簇的电压信息上传控制指令到电源UPS的协议转换器PCU；
所述电源UPS根据控制指令控制电流输出。
2.根据权利要求1所述的并联电池簇的上电系统，其特征在于，所述开关单元包括充电接触器K2、充电续流二极管D1、放电接触器K1、放电续流二极管D2，所述放电接触器K1的一端连接对应电池簇的正极，另一端连接充电接触器K2的一端，所述充电接触器K2的另一端连接电源UPS，所述充电续流二极管D1的负极连接电池簇的正极，充电续流二极管D1的正极连接充电接触器K2的一端以及放电续流二极管D2的正极，所述放电续流二极管D2的负极连接电源UPS以及充电续流二极管D1的正极。
3.根据权利要求1所述的并联电池簇的上电系统，其特征在于，所述开关单元通过直流正母线与电源UPS连接。
4.根据权利要求1所述的并联电池簇的上电系统，其特征在于，所述协议转换器PCU通过CAN BUS总线与各控制器BCU通信连接。
5.并联电池簇的充电的充电方法，该方法应用于权利要求1~5任一项所述的并联电池簇的上电系统，包括以下步骤：
S1：协议转换器PCU获取各电池簇的电压信息，并根据获取的各电池簇的电压信息从中选取电压最小值；
S2：协议转换器PCU控制所有电池簇充电接触器合闸，放电接触器分闸；
S3：协议转换器PCU通信请求电源UPS输出电压最小值对应的充电电压，且该充电电压逐渐抬升直到额定充电电压；
S4：当控制器BCU检测到对应的电池簇进行充电时，控制该电池簇对应的放电接触器K1合闸。
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