CN111816941A - 退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，属于储能成套系统技术领域，包括电芯、电池模组、总电池模组、电池单元、电容、检测单元、储能逆变器、负载端和电网设备端，多个所述电芯之间相互连接构成电池模组，电池模组、电容和检测单元相互连接，多个所述电池模组之间相互连接构成总电池模组，多个所述总电池模组之间相互连接形成电池单元，所述电池单元连接有储能逆变器，储能逆变器将电池单元提供的交流电转换为直流电，或将电池单元提供的直流电转换为交流电，所述储能逆变器分别连接有负载端和电网设备端。电池模组可通过串联电容升压或并联电容增流，采用动态补偿，保证电流和电压一致性，储能成套系统的供能稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及储能成套系统技术领域，特别涉及退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统。
背景技术
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电(5小时率)使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是"半年、旧半年、维护维护又半年"，最多也就1～1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7～8年。
当动力电池容量衰减至80％时，即认为无法满足电动汽车使用的要求。这些动力电池仍有较好的性能和较长的使用寿命，可用于食用条件较吻合、对电池性能要求相对较低的场合，如备用电源、电网调峰等，退役磷酸铁锂电池在存储时，需要利用储能系统对电池进行充电和放电，以降低电池容量衰减速率。专利号为CN201910762678.6公开了一种退役电池梯次利用方法，包括退役电池分选、退役电池分组和退役电池组成储能系统。本发明还提供退役电池梯次利用系统，包括储能系统和用于控制所述储能系统进行充放电的能量管理单元，储能系统由若干工作电压为570～832.2V电池簇构成，所述电池簇包括并联的若干电池组；所述电池组包括串联的退役电池、PCS和监控单元。通过组串分布式架构来解决退役电池的一致性问题，这种方式在流程上简化许多，不仅可以将储能电池细化管理，还可最大化的保证电池的一致性。而且能够保证整套系统的长期稳定运行，客观上也增加了梯次利用储能系统的安全性和使用寿命；同时，降低了梯次利用的成本，使用推广应用。但是上述专利不能够针对电池容量衰减可供电电压和电流均处于极低状态下的退役磷酸铁锂动力电池，且对于电池组串分布式架构不能够完全解决退役电池的一致性的问题，电池供电稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于提供退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，电池模组可通过串联电容升压或并联电容增流，采用动态补偿，保证电流和电压一致性，储能成套系统的供能稳定性高，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，包括电芯、电池模组、总电池模组、电池单元、电容、检测单元、储能逆变器、负载端和电网设备端，多个所述电芯之间相互连接构成电池模组，电池模组、电容和检测单元相互连接，多个所述电池模组之间相互连接构成总电池模组，多个所述总电池模组之间相互连接形成电池单元，所述电池单元连接有储能逆变器，储能逆变器将电池单元提供的交流电转换为直流电，或将电池单元提供的直流电转换为交流电，所述储能逆变器分别连接有负载端和电网设备端。
进一步地，所述检测单元检测电池模组的电压和电流，若电池模组的电压值达不到3.2V，则电池模组串联连接电容，电池模组升压，多个电池模组之间串联连接构成总电池模组。
进一步地，所述检测单元检测电池模组的电压和电流，电池模组的电流值达不到标准值，则电池模组并联连接电容，电池模组增流，多个电池模组之间并联连接构成总电池模组。
进一步地，多个所述总电池模组之间串联连接形成电池单元，电池单元向储能逆变器供电电压升高。
进一步地，多个所述总电池模组之间并联连接形成电池单元，电池单元向储能逆变器供电电流增大。
进一步地，多个所述电芯之间串联连接构成电池模组，电池模组的供电电压升高。
进一步地，多个所述电芯之间并联连接构成电池模组，电池模组的供电电流增大。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，将多个电芯串联或并联构成电池模组，再由多个电池模组构成串联或并联形成电池总模组，多个电池总模组之间串联或并联形成电池单元，并通过储能逆变器将电流转换为负载端和电网设备端所需的电流类型，而后输入负载端和电网设备端，形成可供能的退役磷酸铁锂动力电池；其中，电池模组可通过串联电容升压或并联电容增流，采用动态补偿，保证电流和电压一致性，储能成套系统的供能稳定性高。
附图说明
图1为本发明实施例一中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的整体结构图；
图2为本发明实施例一中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的总电池模组结构图；
图3为本发明实施例一中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的电池模组结构图；
图4为本发明实施例一中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的整体结构图；
图5为本发明实施例二中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的总电池模组结构图；
图6为本发明实施例二中的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统的电池模组结构图。
图中：1、电芯；2、电池模组；3、总电池模组；4、电池单元；5、电容；6、检测单元；7、储能逆变器；8、负载端；9、电网设备端。
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。
实施例一
参阅图1-3，退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，包括电芯1、电池模组2、总电池模组3、电池单元4、电容5、检测单元6、储能逆变器7、负载端8和电网设备端9，多个电芯1之间串联连接构成电池模组2，电池模组2的供电电压升高，或者多个电芯1之间并联连接构成电池模组2，电池模组2的供电电流增大，针对退役磷酸铁锂动力电池的电池容量衰减，并不能够实现单一供电的情况，需要将多个电芯1串联或并联构成电池模组2，再由多个电池模组2构成串联或并联形成电池总模组，多个电池总模组之间串联或并联形成电池单元4，以增加数量的方式扩大电池单元4的电池容量，进而实现退役磷酸铁锂动力电池扩容，为退役磷酸铁锂动力电池储能提供基础，电池模组2、电容5和检测单元6相互连接，多个电池模组2之间相互连接构成总电池模组3，多个总电池模组3之间串联连接形成电池单元4，电池单元4向储能逆变器7供电电压升高，向负载端8和电网设备端9提供高电压电量，多个总电池模组3之间相互连接形成电池单元4，电池单元4连接有储能逆变器7，储能逆变器7将电池单元4提供的交流电转换为直流电，或将电池单元4提供的直流电转换为交流电，储能逆变器7分别连接有负载端8和电网设备端9，储能逆变器7将电流转换为负载端8和电网设备端9所需的电流类型，而后输入负载端8和电网设备端9，形成可供能的退役磷酸铁锂动力电池；检测单元6实采用MCU对大量电池模组2进行检测，电池模组2的电压和电流，若电池模组2的电压值达不到3.2V，则电池模组2串联连接电容5，其中，电容5值可依据需要增幅的电压值进行调节，电池模组2升压，多个电池模组2之间串联连接构成总电池模组3。
实施例二
参阅图4-6，退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，包括电芯1、电池模组2、总电池模组3、电池单元4、电容5、检测单元6、储能逆变器7、负载端8和电网设备端9，多个电芯1之间串联连接构成电池模组2，电池模组2的供电电压升高，或者多个电芯1之间并联连接构成电池模组2，电池模组2的供电电流增大，针对退役磷酸铁锂动力电池的电池容量衰减，并不能够实现单一供电的情况，需要将多个电芯1串联或并联构成电池模组2，再由多个电池模组2构成串联或并联形成电池总模组，多个电池总模组之间串联或并联形成电池单元4，以增加数量的方式扩大电池单元4的电池容量，进而实现退役磷酸铁锂动力电池扩容，为退役磷酸铁锂动力电池储能提供基础，电池模组2、电容5和检测单元6相互连接，多个电池模组2之间相互连接构成总电池模组3，多个总电池模组3之间并联连接形成电池单元4，电池单元4向储能逆变器7供电电流增大，向负载端8和电网设备端9提供高电流值的电量，多个总电池模组3之间相互连接形成电池单元4，电池单元4连接有储能逆变器7，储能逆变器7将电池单元4提供的交流电转换为直流电，或将电池单元4提供的直流电转换为交流电，储能逆变器7分别连接有负载端8和电网设备端9，储能逆变器7将电流转换为负载端8和电网设备端9所需的电流类型，而后输入负载端8和电网设备端9，形成可供能的退役磷酸铁锂动力电池；检测单元6实采用MCU对大量电池模组2进行检测，电池模组2的电压和电流，若电池模组2的电流值达不到标准值，则电池模组2并联连接电容5，其中，电容5值可依据需要增幅的电流值进行调节，电池模组2增流，多个电池模组2之间并联连接构成总电池模组3，采用动态补偿，保证电流和电压一致性，储能成套系统的供能稳定性高。
综上所述：本发明提出的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，将多个电芯1串联或并联构成电池模组2，再由多个电池模组2构成串联或并联形成电池总模组，多个电池总模组之间串联或并联形成电池单元4，并通过储能逆变器7将电流转换为负载端8和电网设备端9所需的电流类型，而后输入负载端8和电网设备端9，形成可供能的退役磷酸铁锂动力电池；其中，电池模组2可通过串联电容5升压或并联电容5增流，采用动态补偿，保证电流和电压一致性，储能成套系统的供能稳定性高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，包括电芯(1)、电池模组(2)、总电池模组(3)、电池单元(4)、电容(5)、检测单元(6)、储能逆变器(7)、负载端(8)和电网设备端(9)，多个所述电芯(1)之间相互连接构成电池模组(2)，电池模组(2)、电容(5)和检测单元(6)相互连接，多个所述电池模组(2)之间相互连接构成总电池模组(3)，多个所述总电池模组(3)之间相互连接形成电池单元(4)，所述电池单元(4)连接有储能逆变器(7)，储能逆变器(7)将电池单元(4)提供的交流电转换为直流电，或将电池单元(4)提供的直流电转换为交流电，所述储能逆变器(7)分别连接有负载端(8)和电网设备端(9)。
2.如权利要求1所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，所述检测单元(6)检测电池模组(2)的电压和电流，若电池模组(2)的电压值达不到3.2V，则电池模组(2)串联连接电容(5)，电池模组(2)升压，多个电池模组(2)之间串联连接构成总电池模组(3)。
3.如权利要求2所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，所述检测单元(6)检测电池模组(2)的电压和电流，电池模组(2)的电流值达不到标准值，则电池模组(2)并联连接电容(5)，电池模组(2)增流，多个电池模组(2)之间并联连接构成总电池模组(3)。
4.如权利要求2所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，多个所述总电池模组(3)之间串联连接形成电池单元(4)，电池单元(4)向储能逆变器(7)供电电压升高。
5.如权利要求1所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，多个所述总电池模组(3)之间并联连接形成电池单元(4)，电池单元(4)向储能逆变器(7)供电电流增大。
6.如权利要求1所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，多个所述电芯(1)之间串联连接构成电池模组(2)，电池模组(2)的供电电压升高。
7.如权利要求1所述的退役磷酸铁锂动力电池的储能成套系统，其特征在于，多个所述电芯(1)之间并联连接构成电池模组(2)，电池模组(2)的供电电流增大。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201023 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |