CN114079271A - 一种电池储能系统异常快速保护的安全bms系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于储能电池管理系统技术领域，具体涉及一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，针对现有技术及方案，省去了每个电池运行参数监测采样模块上的继电器，采用每个电池运行参数监测采样模块的电控开关通断驱动电信号及端子分别直接与电池簇连接直流母线的电控开关连接，即在监测到电池异常时，电池运行参数监测采样模块直接电性驱动断开电池簇连接直流母线的电控开关，防止事故发生，由此简化了系统结构和构成，节约了成本，达到事半功倍的有益效果，同时提高了BMS对电池保护的响应速度和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于储能电池管理系统技术领域，具体涉及一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统。
背景技术
公开号为CN210577773U，主题名称为基于BMS安全链保护装置的实用新型专利，其技术方案公开了“各个电池测量单元的输入端同时与电池系统主控单元的输出继电器K0电性连接，各个电池测量单元的输出端分别设有输出继电器；所述直流控制单元包括主接触器KM，各个电池测量单元的输出端的输出继电器相互串接并且同时与该汇流柜的直流控制单元的输入接口电性连接，所述直流控制单元的输出接口与该汇流柜的电池组对接。”公开方案还记载“BSU在接到上级EMS(Energy Management System，能源管理系统)指令，允许工作。BSU未检测到故障，其输出继电器K0接点闭合，输出24V控制电。经每个BTU(当各个电芯电压、温度，正常时，其输出继电器接点闭合)输出继电器接点串联(K13，K12...，K1)，给DCU的输入接口供电，经光耦隔离，DCU得到组串正常的信号，这时若收到BSU合闸的指令，则主接触器KM合闸，电池组与PCS(Power Convert System，变流器系统)连接。反之，BTU发生故障，K1～K13只要有一个断开，DCU就收到组串不正常的信号，迅速(不用经过通信网络)断开KM，切断电池组与PCS连接，确保电池组的安全”。
以上述实用新型专利为例，上述技术方案存在的缺点，主要是：
1)无法安全启动：每个BTU在继电器K0接点闭合前控制电不能导通，DCU无法工作及获取电池参数，BSU无法判断电池是否有故障；如果再增加一套电源供电系统，则增加成本造成浪费。
2)响应延迟：即使启动运行，由于采用两级驱动断电方式，即电池测量单元发现电池异常时，首先驱动断开自身BTU上的继电器(K1～K13相应的一个)，由此DCU就收到组串电池不正常的信号，再次断开KM，多了一次驱动和断开的动作的时间，造成响应延迟。
3)成本高且可靠性差：由于采用每一个电池测量单元BTU安装一个继电器并且各个电池测量单元的输出端的输出继电器相互串接，诸多的继电器不仅增加了成本而且降低了系统的可靠性。
发明内容
本发明针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统。
本发明的主要目的在于，改进BMS系统的结构并优化系统配置构成，降低成本，提高BMS对电池保护的响应速度和可靠性。
本发明采用以下技术方案，一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，至少匹配一个高压直流柜，所述电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统包括连接上级储能管理系统EMS的储能电池管控单元，储能电池管控单元包括工作电源连接开关；每个高压直流柜包括连接各电池运行参数监测采样模块的电池簇管控模块以及电池簇连接直流母线的电控开关，其中：各电池运行参数监测采样模块分别设置电控开关通断驱动电信号及端子并且各电控开关通断驱动电信号及端子分别直接与相应电池簇连接直流母线的电控开关连接。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇连接直流母线的电控开关分别连接高压直流母线和电池簇，构成电池簇连接电池储能PCS的直流电力路径。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇由多个电池包串联构成，其中每个电池包由多个电池串联组成。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，各电池运行参数监测采样模块分别连接电池包中的每一个电池，构成电池储能系统全电芯实时监测路径及系统。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能电池管控单元通过电池管控通信线连接各电池簇管控模块，获取电池实时运行参数并对电池进行实时管控。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇管控模块通过电池簇通信线连接各电池运行参数监测采样模块，实时监测读取每个电池的运行参数并进行计算和分析，生成电池动态电量和健康状态的数据。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能管理系统EMS通过储能系统通信线连接储能电池管控单元和储能变流器PCS，构成储能管理系统EMS调控储能系统充放电的管控路径。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池运行参数监测采样模块主要包括：嵌入式控制器MPU、数据存储器、信号采样电路、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口、通信接口电路、时钟电路、工作电源电路、模块控制总线，其中：
嵌入式控制器MPU通过模块控制总线分别连接数据存储器、信号采样电路、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口、通信接口电路、时钟电路、工作电源电路，并且由嵌入式控制器MPU通过信号采样电路实时读取电池的运行参数，在电池参数超过预置的正常范围时，通过电控开关通断信号驱动电路及电信号端口发送驱动电池簇连接直流母线的电控开关断开的电信号，断开相应的电池簇与直流母线的连接。
本发明公开的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其有益效果在于，省去了每个电池运行参数监测采样模块上的继电器，采用每个电池运行参数监测采样模块的电控开关通断驱动电信号及端子分别直接与电池簇连接直流母线的电控开关连接，即在监测到电池异常时，电池运行参数监测采样模块直接电性驱动断开电池簇连接直流母线的电控开关，防止事故发生，由此简化了系统结构和构成，节约了成本，达到事半功倍的有益效果，同时提高了BMS对电池保护的响应速度和可靠性。
附图说明
图1为一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统及构成的原理框图。
图2为电池运行参数监测采样模块构成原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统给予说明，但是，所描述的实施例是本发明应用于一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统的一部分实施例，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。本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，至少匹配一个高压直流柜(1)，所述电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统包括连接上级储能管理系统EMS(2)的储能电池管控单元(3)，储能电池管控单元(3)包括工作电源连接开关(30)；每个高压直流柜(1)包括连接各电池运行参数监测采样模块(4)的电池簇管控模块(5)以及电池簇连接直流母线的电控开关(6)即电信号驱动通断的继电器或接触器，其中：各电池运行参数监测采样模块(4)分别设置电控开关通断驱动电信号及端子(7)并且各电控开关通断驱动电信号及端子(7)分别直接与相应电池簇连接直流母线的电控开关(6)连接。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇连接直流母线的电控开关(6)分别连接高压直流母线(8)和电池簇(9)，构成电池簇连接电池储能PCS的直流电力路径。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇(9)由多个电池包(10)串联构成，其中每个电池包(10)由多个电池串联组成。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池运行参数监测采样模块(4)分别连接电池包(10)中的每一个电池，构成电池储能系统全电芯实时监测路径及系统。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能电池管控单元(3)通过电池管控通信线(31)连接各电池簇管控模块(5)，获取电池实时运行参数并对电池进行实时管控。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇管控模块(5)通过电池簇通信线(11)连接各电池运行参数监测采样模块(4)，实时监测读取每个电池的运行参数并进行计算和分析，生成电池动态电量和健康状态的数据。
所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能管理系统EMS(2)通过储能系统通信线(21)连接储能电池管控单元(3)和储能变流器PCS，构成储能管理系统EMS(2)调控储能系统充放电的管控路径。
如图2所示，所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池运行参数监测采样模块(4)主要包括：嵌入式控制器MPU(41)、数据存储器(42)、信号采样电路(43)、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)、通信接口电路(45)、时钟电路(46)、工作电源电路(47)、模块控制总线(48)，其中：
嵌入式控制器MPU(41)通过模块控制总线(48)分别连接数据存储器(42)、信号采样电路(43)、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)、通信接口电路(45)、时钟电路(46)、工作电源电路(47)，并且由嵌入式控制器MPU(41)通过信号采样电路(43)实时读取电池的运行参数，在电池参数超过预置的正常范围时，通过电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)发送驱动电池簇连接直流母线的电控开关(6)断开的电信号，断开相应的电池簇与直流母线的连接。
本发明公开的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其有益效果在于，省去了每个电池运行参数监测采样模块(4)上的继电器，采用每个电池运行参数监测采样模块(4)的电控开关通断驱动电信号及端子(7)分别直接与电池簇连接直流母线的电控开关(6)连接，即在监测到电池异常时，电池运行参数监测采样模块(4)直接电性驱动断开电池簇连接直流母线的电控开关(6)，防止事故发生，由此简化了系统结构和构成，节约了成本，达到事半功倍的有益效果，同时提高了BMS对电池保护的响应速度和可靠性。
Claims (8)
1.一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，至少匹配一个高压直流柜(1)，所述电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统包括连接上级储能管理系统EMS(2)的储能电池管控单元(3)，储能电池管控单元(3)包括工作电源连接开关(30)；每个高压直流柜(1)包括连接各电池运行参数监测采样模块(4)的电池簇管控模块(5)以及电池簇连接直流母线的电控开关(6)，其中：各电池运行参数监测采样模块(4)分别设置电控开关通断驱动电信号及端子(7)并且各电控开关通断驱动电信号及端子(7)分别直接与相应电池簇连接直流母线的电控开关(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇连接直流母线的电控开关(6)分别连接高压直流母线(8)和电池簇(9)，构成电池簇连接电池储能PCS的直流电力路径。
3.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇(9)由多个电池包(10)串联构成，其中每个电池包(10)由多个电池串联组成。
4.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，各电池运行参数监测采样模块(4)分别连接电池包(10)中的每一个电池，构成电池储能系统全电芯实时监测路径及系统。
5.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能电池管控单元(3)通过电池管控通信线(31)连接各电池簇管控模块(5)，获取电池实时运行参数并对电池进行实时管控。
6.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池簇管控模块(5)通过电池簇通信线(11)连接各电池运行参数监测采样模块(4)，实时监测读取每个电池的运行参数并进行计算和分析，生成电池动态电量和健康状态的数据。
7.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，储能管理系统EMS(2)通过储能系统通信线(21)连接储能电池管控单元(3)和储能变流器PCS，构成储能管理系统EMS(2)调控储能系统充放电的管控路径。
8.根据权利要求1所述的一种电池储能系统异常快速保护的安全BMS系统，其特征在于，电池运行参数监测采样模块(4)主要包括：嵌入式控制器MPU(41)、数据存储器(42)、信号采样电路(43)、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)、通信接口电路(45)、时钟电路(46)、工作电源电路(47)、模块控制总线(48)，其中：
嵌入式控制器MPU(41)通过模块控制总线(48)分别连接数据存储器(42)、信号采样电路(43)、电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)、通信接口电路(45)、时钟电路(46)、工作电源电路(47)，并且由嵌入式控制器MPU(41)通过信号采样电路(43)实时读取电池的运行参数，在电池参数超过预置的正常范围时，通过电控开关通断信号驱动电路及电信号端口(44)发送驱动电池簇连接直流母线的电控开关(6)断开的电信号，断开相应的电池簇与直流母线的连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114779100A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 山东浪潮科学研究院有限公司 | 一种bms电池簇管理方法及装置 |
| CN115528711A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-27 | 深圳库博能源科技有限公司 | 一种微电网储能变流器的并网控制方法 |
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