CN112433505A - 一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池包安全控制技术领域,且公开了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,包括系统模块总成,所述系统模块总成包括控制模块、报警模块、温度感应模块,烟雾感应模块、大门打开模块、手动控制模块、储能安全控制模块和通讯模块;本发明还提出了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,包括以下步骤:S1:上传信息;S2:采集温度。本发明提高热失控点的判断,可以精准的操作到电池包,自动开门,自动滑出系统,可以大大降低风险,避免带电过程中人为操作,可以大大提高紧急情况处理的安全性,通过热失控单包的操作,快速脱出电池包,可以大大降低热失控带来的损失。

Description

一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统
技术领域
本发明涉及电池包安全控制技术领域,具体为一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统。
背景技术
目前,在将电动汽车上退役下来的动力电池包重新梯次利用到诸如储能电站等的对动力电池包要求相对较低的场合中时,需要对退役的动力电池包进行拆解,也即将动力电池包内的电池模组与电池管理单元分拆,然后对分拆下来的电池模组进行单独测试、筛选、匹配以将电池状态参数(诸如容量、电压等)相近的电池模组重新组成电池堆,再将重新组成的电池堆应用于储能电站的储能系统,作为该储能系统的能量储备单元,一般的放置在集装箱中。
已有的梯次电池整包利用安全控制策略,一般只是采用安装七氟丙烷的灭火系统,电池仓如果出现火情,灭火系统将会向所有的电池包喷淋灭火剂,不会做到单独处理,这样会大大降低灭火剂的功效,灭火的效果并不理想,造成大的火灾的发生,同时会使得其他好的电池包被喷淋到,后期维护的代价更高,对于电池内部的起火点,不能很好的扑灭,不能满足人们的要求。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,主要为解决现有的灭火系统将会向所有的电池包喷淋灭火剂,不会做到单独处理,这样会大大降低灭火剂的功效,灭火的效果并不理想,造成大的火灾的发生,同时会使得其他好的电池包被喷淋到,后期维护的代价更高,对于电池内部的起火点,不能很好的扑灭的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,包括系统模块总成,所述系统模块总成包括控制模块、报警模块、温度感应模块,烟雾感应模块、大门打开模块、手动控制模块、储能安全控制模块和通讯模块。
作为本发明再进一步的方案,所述控制模块包括安全管理控制器,且报警模块分为15-24路,储能安全控制模块包括储能EMS控制器,储能EMS控制器通过BMS与报警模块相连接,通讯模块为485通讯信号,温度感应模块包括温度采集仪,且温度传感器含有15-24路,烟雾感应模块包括烟雾传感器,烟雾传感器含有5-12路,温度感应模块和烟雾感应模块与控制模块相连接,大门打开模块通过PLC控制,信号为IO。
本发明还提出了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,包括以下步骤:
S1:上传信息,EMS通过485通信,发送每个电池包的编号,电池包中最高最低电压,最高最低温度等信息,上传到安全管理控制器;
S2:采集温度,15-24路温度传感器通过温度采集仪,采集电池包泄压阀附近的的温度;
S3:烟雾信号,5-12路烟雾报警器通过485信号,将每个ID号以及报警信息传送给安全管理控制器;
S4:解析判断,安全管理控制器对采集的信号进行解析,解析出来数据之后,首先判断连续3s最大温度上升3℃/s,最高温度大于65摄氏度,最高最低压差大于300mV,系统电流小于2A,最低电压下降大于100mV,温度或者电压失效故障数大于2,电池包上报热失控故障,判断出来热失控电池包编号,再根据压力传感器,温度传感器过温报警信号,判断最终是否有电池包热失控;
S5:开门,根据热失控判断结果,如果出现热失控的判断,安全管理控制器开通开门电机的IO口,执行开门的动作,如果出现没有失控的判断则正常运行;
S6:脱出电池包,安全管理控制器根据热失控判断出来的电池包ID号,打开安全管理控制器对应的控制电机的IO口,举升电机开启,电池包一端抬高,电池包脱出,掉入下方的水池中。
进一步的,所述S1中安全管理控制器在接收到电池包的信息信号后通过控制器解析所有的信息,方便收集信息。
在前述方案的基础上,所述S2中采集每个电池包的ID号码,以及对应的温度数据,通过485通信方式上传到安全管理控制器,控制器解析每个温度点的数据。
作为本发明再进一步的方案,所述S6中安全柜外放置15-24个手动按钮,当需要手动控制时,按钮至手动状态,对应的15-24路按钮将分别链接对应的控制回路。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,具备以下有益效果:
1、本发明中通过多个路温度采集,多个路烟雾传感器的信号采集,以及15-24路压力传感器的信号采集,可以大大提高热失控点的判断,可以精准的操作到电池包。
2、本发明中,通过自动开门,自动滑出系统,可以大大降低风险,避免带电过程中人为操作,可以大大提高紧急情况处理的安全性。
3、本发明中,解决梯次电池整包利用的过程中,不能对电池包安全性做到很好的保护的问题,可以有针对性的对电池包进行保护,通过热失控单包的操作,3min之内脱出电池包,可以大大降低热失控带来的损失,从而很好的保护整个储能系统的安全性。
4、本发明中,自动装置失灵时,手动在集装箱外进行手动控制,将指令传给PLC,启动自动脱出程序,提高安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法的流程结构示意图;
图2为本发明提出的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统的系统结构示意图。
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1-2,一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,包括系统模块总成,系统模块总成包括控制模块、报警模块、温度感应模块,烟雾感应模块、大门打开模块、手动控制模块、储能安全控制模块和通讯模块,控制模块包括安全管理控制器,且报警模块分为15-24路,储能安全控制模块包括储能EMS控制器,储能EMS控制器通过BMS与报警模块相连接,通讯模块为485通讯信号,温度感应模块包括温度采集仪,且温度传感器含有15-24路,烟雾感应模块包括烟雾传感器,烟雾传感器含有5-12路,温度感应模块和烟雾感应模块与控制模块相连接,大门打开模块通过PLC控制,信号为IO,通过15-24路温度采集,5-12路烟雾传感器的信号采集,以及15-24路压力传感器的信号采集,可以大大提高热失控点的判断,可以精准的操作到电池包,梯次电池整包利用储能安全控制系统,15-24路热失控报警信号,通过BMS上传到储能EMS控制器,EMS通过485通讯将电池信息发送给安全管理控制器,然后15-24路温度传感器信号通过温度采集仪接入安全管理控制器,5-12路烟感信号通过485信号接入安全管理控制器,开门装置通过PLC的IO信号,控制门的动作,提高了装置的自动化性能。
本发明还提出了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,包括以下步骤:
S1:上传信息,EMS通过485通信,发送每个电池包的编号,电池包中最高最低电压,最高最低温度等信息,上传到安全管理控制器;
S2:采集温度,15-24路温度传感器通过温度采集仪,采集电池包泄压阀附近的的温度;
S3:烟雾信号,5-12路烟雾报警器通过485信号,将每个ID号以及报警信息传送给安全管理控制器;
S4:解析判断,安全管理控制器对采集的信号进行解析,解析出来数据之后,首先判断连续3s最大温度上升3℃/s,最高温度大于65摄氏度,最高最低压差大于300mV,系统电流小于2A,最低电压下降大于100mV,温度或者电压失效故障数大于2,电池包上报热失控故障,判断出来热失控电池包编号,再根据压力传感器,温度传感器过温报警信号,判断最终是否有电池包热失控;
S5:开门,根据热失控判断结果,如果出现热失控的判断,安全管理控制器开通开门电机的IO口,执行开门的动作,如果出现没有失控的判断则正常运行,通过自动开门,自动滑出系统,可以大大降低风险,避免带电过程中人为操作,可以大大提高紧急情况处理的安全性;
S6:脱出电池包,安全管理控制器根据热失控判断出来的电池包ID号,打开安全管理控制器对应的控制电机的IO口,举升电机开启,电池包一端抬高,电池包脱出,掉入下方的水池中,解决梯次电池整包利用的过程中,不能对电池包安全性做到很好的保护的问题,可以有针对性的对电池包进行保护,通过热失控单包的操作,3min之内脱出电池包,可以大大降低热失控带来的损失,从而很好的保护整个储能系统的安全性。
本发明S1中安全管理控制器在接收到电池包的信息信号后通过控制器解析所有的信息,方便收集信息,S2中采集每个电池包的ID号码,以及对应的温度数据,通过485通信方式上传到安全管理控制器,控制器解析每个温度点的数据,S6中安全柜外放置15-24个手动按钮,当需要手动控制时,按钮至手动状态,对应的15-24路按钮将分别链接对应的控制回路,手动在集装箱外进行手动控制,将指令传给PLC,启动自动脱出程序,确保自动装置失灵时的手动控制。
实施例2
参照图1-2,一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,包括系统模块总成,系统模块总成包括控制模块、报警模块、温度感应模块,烟雾感应模块、大门打开模块、手动控制模块、储能安全控制模块和通讯模块,控制模块包括安全管理控制器,且报警模块分为20路,储能安全控制模块包括储能EMS控制器,储能EMS控制器通过BMS与报警模块相连接,通讯模块为485通讯信号,温度感应模块包括温度采集仪,且温度传感器含有20路,烟雾感应模块包括烟雾传感器,烟雾传感器含有8路,温度感应模块和烟雾感应模块与控制模块相连接,大门打开模块通过PLC控制,信号为IO,通过20路温度采集,8路烟雾传感器的信号采集,以及20路压力传感器的信号采集,可以大大提高热失控点的判断,可以精准的操作到电池包,梯次电池整包利用储能安全控制系统,20路热失控报警信号,通过BMS上传到储能EMS控制器,EMS通过485通讯将电池信息发送给安全管理控制器,然后20路温度传感器信号通过温度采集仪接入安全管理控制器,8路烟感信号通过485信号接入安全管理控制器,开门装置通过PLC的IO信号,控制门的动作,提高了装置的自动化性能。
本发明还提出了一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,包括以下步骤:
S1:上传信息,EMS通过485通信,发送每个电池包的编号,电池包中最高最低电压,最高最低温度等信息,上传到安全管理控制器;
S2:采集温度,20路温度传感器通过温度采集仪,采集电池包泄压阀附近的的温度;
S3:烟雾信号,8路烟雾报警器通过485信号,将每个ID号以及报警信息传送给安全管理控制器;
S4:解析判断,安全管理控制器对采集的信号进行解析,解析出来数据之后,首先判断连续3s最大温度上升3℃/s,最高温度大于65摄氏度,最高最低压差大于300mV,系统电流小于2A,最低电压下降大于100mV,温度或者电压失效故障数大于2,电池包上报热失控故障,判断出来热失控电池包编号,再根据压力传感器,温度传感器过温报警信号,判断最终是否有电池包热失控;
S5:开门,根据热失控判断结果,如果出现热失控的判断,安全管理控制器开通开门电机的IO口,执行开门的动作,如果出现没有失控的判断则正常运行,通过自动开门,自动滑出系统,可以大大降低风险,避免带电过程中人为操作,可以大大提高紧急情况处理的安全性;
S6:脱出电池包,安全管理控制器根据热失控判断出来的电池包ID号,打开安全管理控制器对应的控制电机的IO口,举升电机开启,电池包一端抬高,电池包脱出,掉入下方的水池中,解决梯次电池整包利用的过程中,不能对电池包安全性做到很好的保护的问题,可以有针对性的对电池包进行保护,通过热失控单包的操作,3min之内脱出电池包,可以大大降低热失控带来的损失,从而很好的保护整个储能系统的安全性。
本发明S1中安全管理控制器在接收到电池包的信息信号后通过控制器解析所有的信息,方便收集信息,S2中采集每个电池包的ID号码,以及对应的温度数据,通过485通信方式上传到安全管理控制器,控制器解析每个温度点的数据,S6中安全柜外放置20个手动按钮,当需要手动控制时,按钮至手动状态,对应的20路按钮将分别链接对应的控制回路,手动在集装箱外进行手动控制,将指令传给PLC,启动自动脱出程序,确保自动装置失灵时的手动控制。
在该文中的描述中,需要说明的是,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (6)

1.一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,包括系统模块总成,其特征在于,所述系统模块总成包括控制模块、报警模块、温度感应模块,烟雾感应模块、大门打开模块、手动控制模块、储能安全控制模块和通讯模块。
2.根据权利要求1所述的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制系统,其特征在于,所述控制模块包括安全管理控制器,且报警模块分为15-24路,储能安全控制模块包括储能EMS控制器,储能EMS控制器通过BMS与报警模块相连接,通讯模块为485通讯信号,温度感应模块包括温度采集仪,且温度传感器含有15-24路,烟雾感应模块包括烟雾传感器,烟雾传感器含有5-12路,温度感应模块和烟雾感应模块与控制模块相连接,大门打开模块通过PLC控制,信号为IO。
3.一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:上传信息,EMS通过485通信,发送每个电池包的编号,电池包中最高最低电压,最高最低温度等信息,上传到安全管理控制器;
S2:采集温度,15-24路温度传感器通过温度采集仪,采集电池包泄压阀附近的的温度;
S3:烟雾信号,5-12路烟雾报警器通过485信号,将每个ID号以及报警信息传送给安全管理控制器;
S4:解析判断,安全管理控制器对采集的信号进行解析,解析出来数据之后,首先判断连续3s最大温度上升3℃/s,最高温度大于65摄氏度,最高最低压差大于300mV,系统电流小于2A,最低电压下降大于100mV,温度或者电压失效故障数大于2,电池包上报热失控故障,判断出来热失控电池包编号,再根据压力传感器,温度传感器过温报警信号,判断最终是否有电池包热失控;
S5:开门,根据热失控判断结果,如果出现热失控的判断,安全管理控制器开通开门电机的IO口,执行开门的动作,如果出现没有失控的判断则正常运行;
S6:脱出电池包,安全管理控制器根据热失控判断出来的电池包ID号,打开安全管理控制器对应的控制电机的IO口,举升电机开启,电池包一端抬高,电池包脱出,掉入下方的水池中。
4.根据权利要求3所述的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,其特征在于,所述S1中安全管理控制器在接收到电池包的信息信号后通过控制器解析所有的信息,方便收集信息。
5.根据权利要求3所述的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,其特征在于,所述S2中采集每个电池包的ID号码,以及对应的温度数据,通过485通信方式上传到安全管理控制器,控制器解析每个温度点的数据。
6.根据权利要求3所述的一种集装箱梯次电池整包利用储能的安全控制方法,其特征在于,所述S6中安全柜外放置15-24个手动按钮,当需要手动控制时,按钮至手动状态,对应的15-24路按钮将分别链接对应的控制回路。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210302

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