CN114944541A - 电池模块 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池模块。所述电池模块包括：多个电池模组和采集线路，每个所述电池模组包括依次串联的多个具有正负电极的电芯，各所述电池模组之间串联连接；每个所述电芯的第一电极的极耳处设置有温度采集点；每个所述电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上，设置有电压采集点；所述温度采集点的数量和所述电压采集点的数量与所述电芯的数量相同；所述第一电极为正电极或负电极；通过所述采集线路获得所述电压采集点采集的每个所述电芯的电压，以及所述温度采集点采集的每个所述电芯的温度。本申请提供的电池模块的使用寿命高。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域，特别是涉及一种高压级联型储能系统的电池模块。
背景技术
随着储能技术的发展，高压级联型储能系统可以包括多个储能单元，每个储能单元可以输出几十至几百伏的交流电压，根据电压叠加原理，足够数量的储能单元串联可以满足任何电压等级的输出要求。
通常地，储能单元中可以包括电池模块，电池模块中的电池模组可以包括多个电芯，多个电芯分组排布可以形成多个电芯组，该种排布方式可以使得电池模组中的电芯数量翻倍，从而提高模组成组的效率。
然而，电池模组在充放电过程中可能会因为自身的化学反应或外界影响，导致电芯发生热失控，从而可能降低电池模块的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种使用寿命高的电池模块。
第一方面，本申请提供一种电池模块，所述模块包括：多个电池模组和采集线路，
每个所述电池模组包括依次串联的多个具有正负电极的电芯，各所述电池模组之间串联连接；
每个所述电芯的第一电极的极耳处设置有温度采集点；每个所述电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上，设置有电压采集点；所述温度采集点的数量和所述电压采集点的数量与所述电芯的数量相同；所述第一电极为正电极或负电极；
通过所述采集线路获得所述电压采集点采集的每个所述电芯的电压，以及所述温度采集点采集的每个所述电芯的温度。
在其中一个实施例中，所述采集线路包括通过线束连接的多个采样点，每个所述采样点通过第一螺栓固定在每个所述电芯上，每个所述电芯上的采样点分别与所述电芯的第一电极的极耳处上的温度采集点通过所述线束连接，每个所述电芯上的采样点分别与所述电芯连接的连接片上设置的电压采集点通过所述线束连接。这样，通过线束将采样点、温度采集点和电压采集点连接，可以实现对电池模块中的每个电芯的监控，使得在保护每个电芯的同时，可以提高电池模块的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述模块还包括：钢绑带、塑料绑带、箱体和多个第一螺杆，所述钢绑带使用绝缘热缩管包裹，
所述钢绑带和所述塑料绑带用于固定每个所述电池模组；
每个所述电池模组分别通过每个所述第一螺杆固定在所述箱体上。
这样，可以使得每个电池模组保持紧密连接，从而可以提高安装电池模组时的稳定性。
在其中一个实施例中，所述模块还包括：结构托盘和多个第二螺杆，每个所述电池模组分别通过每个所述第二螺杆固定在所述结构托盘上。
在其中一个实施例中，所述模块还包括：多个第二螺栓和设置在所述结构托盘上的结构件底架，每个所述电池模组分别通过每个所述第二螺栓固定在所述结构件底架，每个所述电池模组和所述结构件底架之间配置有绝缘板。这样，可以提高每个电池模组中的电芯与结构件底架之间的绝缘性。
在其中一个实施例中，相邻的两个所述电池模组之间存在间隙。这样，可以对电池模组在工作时产生的热量进行散热，以保证电池模组中的各个电芯之间的温度均衡性。
在其中一个实施例中，所述电池模块的棱角采用圆角设计。
在其中一个实施例中，所述模块还包括：前面板，所述前面板上设置有电池管理控制器BMU，
所述BMU用于通过所述采集线路获得每个所述电芯的温度和电压，并向电池簇控制器BCMS上传每个所述电芯的温度和电压，以使得所述BCMS向电池集中管理系统BAMS上传每个所述电芯的温度和电压，使得所述BAMS基于每个所述电芯的温度和电压对每个所述电芯进行热管理。这样，通过对每个电芯进行热管理，实现对每个电芯的保护，进而提高电池模块的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述BCMS基于每个所述电芯的温度和电压对所述每个所述电芯进行热管理时，若采集的所述电压大于欠压电压阈值，增加所述电芯的放电截止电压；若采集的所述温度大于温度阈值，降低所述电芯的发热功率。
在其中一个实施例中，所述模块设置在电池簇中，所述电池簇包括高压箱，所述高压箱中设置有所述BCMS，所述BMU与所述BCMS采用CAN2总线连接。
上述电池模块，通过设置电池模块包括：多个电池模组和采集线路，每个所述电池模组包括依次串联的多个具有正负电极的电芯，各所述电池模组之间串联连接；每个所述电芯的第一电极的极耳处设置有温度采集点；每个所述电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上，设置有电压采集点；所述温度采集点的数量和所述电压采集点的数量与所述电芯的数量相同；所述第一电极为正电极或负电极；通过所述采集线路获得所述电压采集点采集的每个所述电芯的电压，以及所述温度采集点采集的每个所述电芯的温度。这样，通过对电池模块中的每个电芯的温度和电压进行实时监控，从而可以对电芯进行实时保护，进而提高电池模块的使用寿命。
附图说明
图1为一个实施例中电池模块的结构框图；
图2为一种电池模块的电气原理的示意图；
图3为一种电池模块的爆炸示意图；
图4为一种电池模块的外形的示意图；
图5为一种电池管理系统的总体架构的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在传统储能技术中，传统储能电站的多个电池簇可以通过硬导线串联或并联在一起，多个电池簇共用转换设备(例如，AC/DC转换设备)，通过该转换设备可以将储能电站的直流电转换为交流电，再通过升压变压器将交流电升压后接入电网，从而满足供电需求。
传统储能技术具有技术门槛低、配置灵活等优点，但也存在供应商技术水平参差不齐、电池系统安全问题突出、电池并联数量过多以及单套系统容量小等缺点。
例如，电池簇内的电池单体数量庞大，电池单体之间的耦合性强，电池单体异常时需要切除的电量在1MWh以上；电池簇内的电池单体的荷电状态(state of charge，SOC)的离散程度高，电池单体的容量利用率偏低，例如，1MWh的使用容量实际需要1.2MWh以上的安装容量；电池簇的体积大，例如，常规40尺电池簇的体积约75m3，电池簇内的温度难以保持一致，电池单体衰减速度差异大，电池簇之间的健康状态(state of health，SOH)的离散速度快，而且，在电池簇之间的SOH离散后，“短板效应”突出，电池系统可利用容量衰减快；单套电池系统输出电压低、功率小，变压器和高压开关柜多，电池系统效率偏低，电池系统的占地面积较大；储能电站内电池系统数量大，系统间协调困难，调度响应时间过长，难以满足电网紧急调度使用需求。
基于传统技术的不足，高压级联型储能系统可以满足大功率、大电量的储能应用要求，其中，高压级联型储能系统可以包括多个储能单元，每个储能单元包括1个AC/DC转换设备和1个独立小电池簇，每个储能单元可以输出几十至几百伏的交流电压；根据电压叠加原理，足够数量的储能单元串联可以满足任何电压等级的输出要求，因此，通过多个小功率、小电量的储能单元构成一套电池系统，可满足大功率、大电量的储能应用要求。
以满足5MW/10MWh的储能应用为例，在传统储能技术中，单套电池系统容量为500kW/1MWh，电池簇的安装容量约为1.2MWh，这需要10套电池系统并联(直接并联或经变压器并联)；在高压级联型储能系统中，可以采用54个储能单元组成级联型储能系统，可以没有变压器将级联型储能系统接入10kV电网，其中，电池簇的安装电量约为200kWh，这所需要的电池簇内的电池单体数量约为传统储能技术方案的16％，而且，可以不需要将多个电池系统进行并联，单套电池系统容量可以达到5MW/10MWh。
通过以上分析可知，级联型储能技术既可以降低电池簇的安装容量，也可以减少电池簇内的电池单体数量，还可以提高单套电池系统容量。
通常地，储能单元中的电池簇中可以包括电池模块，电池模块中的电池模组可以包括多个电芯，多个电芯分组排布可以形成多个电芯组，该种排布方式可以使得电池模组中的电芯数量翻倍，从而提高模组成组的效率。
然而，电池模组在充放电过程中可能会因为自身的化学反应或外界影响，导致电芯发生热失控，从而可能降低电池模块的使用寿命。
有鉴于此，本申请提供一种使用寿命高的电池模块，示例性的，图1为提供的一种电池模块的结构框图，如图1所示，电池模块可以包括多个电池模组，每个电池模组包括依次串联的多个具有正负电极的电芯，各电池模组之间串联连接；每个电芯的第一电极的极耳处设置有温度采集点；每个电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上，设置有电压采集点；温度采集点的数量和电压采集点的数量与电芯的数量相同。
其中，在每个电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上设置电压采集点时，该连接片可以是采用激光的方式焊接在每个电芯的第一电极的极耳与相连接的电芯的第二电极的极耳之间，而且，在连接片上设置的电压采集点，不会影响极耳与连接片的焊接位置，可以保证机械可靠性和导电性能；而且，每个电池模组包括多个电芯，这便于对电池模组的安装和应用。
其中，第一电极可以为正电极或负电极，第二电极的极性与第一电芯的极性相反，例如，当第一电极为正电极时，第二电极为负电极；当第一电极为负电极时，第二电极为正电极。
其中，每个电芯可以使用绝缘膜进行包裹，例如，绝缘膜可以为绝缘蓝膜；每个电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片的材质，可根据具体情况进行设定。
例如，对于电池模块中的同一个电池模组来说，同一个电池模组中的每个电芯的第一电极和相邻的电芯的第二电极之间的连接片可以为铝排，其中，该相邻的电芯也在该同一个电池模组中；对于电池模块中的相邻的两个电池模组来说，其中一个电池模组中的每个电芯的第一电极和相邻的电芯的第二电极之间的连接片可以为铜排，其中，该相邻的电芯在另一个电池模组中。
具体地，以图1中的电池模组1和电池模块2为例，电池模组1中的每个电芯的负电极和相邻的电芯的正电极之间的连接片可以为铝排，该相邻的电芯在电池模组1中；同样地，电池模组2中的每个电芯的负电极和相邻的电芯的正电极之间的连接片为铝排，该相邻的电芯在电池模组2中；其中，电池模组1中的电芯的负电极和电池模组2的电芯的正电极之间的连接片为铜排。
在图1中，电池模块还可以包括：采集线路，通过采集线路可以获得电压采集点采集的电芯的电压，以及温度采集点采集的电芯的温度，具体地，采集线路可以包括通过线束连接的多个采样点，每个采样点通过第一螺栓固定在每个电芯上，每个电芯上的采集点分别与电芯的第一电极的极耳处上的温度采集点通过线束连接，每个电芯上的采样点分别与电芯连接的连接片上设置的电压采集点通过线束连接。
这样，基于每个电芯上的采样点与温度采集点和压力采集点连接，从而可以通过多个采样点获取电池模组中的电芯的温度和电压，从而实现对电芯的实时监控。
在图1所示的电池模块的基础上，在其中一个实施例中，电池模块还可以包括：前面板，前面板的材质可以为钣金或其他材质，其中，前面板上可以设置电池管理控制器(battery management unit，BMU)，BMU可以通过采集线路获得每个电芯的温度和电压，并向电池簇控制器(BCMS)上传每个电芯的温度和电压，进而，BCMS向电池集中管理系统(BAMS)上传每个电芯的温度和电压，这使得BAMS可以对每个电芯进行热管理。
具体地，BCMS基于每个电芯的温度和电压对每个电芯进行热管理时，若采集的电压大于欠压电压阈值，增加电芯的放电截止电压；若采集的电压小于或等于过压电压阈值，降低电芯的充电截止电压；若采集的温度大于温度阈值，降低电芯的发热功率。
可以理解的是，BAMS可以基于对每个电池模组中的每个电芯的温度和电压的实时监控，实现对整个电池模组的综合热管理，具体地，BAMS通过对电池模组中的所有电芯的温度求平均，进而在平均温度与预设的温度进行比较，若平均温度小于或等于预设的温度，可以不对整个电池模组进行热管理措施，若平均温度大于预设的温度，可以降低整个电池模块的发热功率；以及，BAMS通过对电池模组中的所有电芯的电压求平均，进而在平均电压与预设的电压进行比较，若平均电压小于或等于预设的电压，可以不对整个电池模组进行热管理措施，若平均电压大于预设的电压，可以增加整个电池模组的放电截止电压。
其中，BAMS对电池模组中的所有电芯的温度和电池模组中的所有电芯的电压进行求平均时，该平均可以是算术平均，也可以是加权平均。
在图1所示的电池模块还包括前面板的基础上，在其中一个实施例中，电池模块可以设置在电池簇中，电池簇中还设置有高压箱，其中，BCMS可以设置在高压箱中，而且，BMU和BCMS之间采用CAN2总线连接，这样，BMU是采用CAN2总线的通信方式向BCMS上传每个电芯的温度和电压。
其中，电池模块中的多个电池模组之间可以采用串行外设接口(serialperipheral interface，SPI)的通信方式，也可以采用其他的通信方式，本申请不作具体限定。
结合上述内容，以下结合具体的应用示例进行举例说明。在下述示例的说明中，出于简要说明的目的，是以电池模块包括2个电池模组，每个电池模组中可以分别包括8个具有正负电极的电芯为例进行说明，此时，电池模块中包括16个具有正负电极的电芯，因此，可以设置16个温度采集点和16个压力采集点，其中，电池模块的成组方式为1P16S，每个电池模组中的电芯的成组方式为1P8S，这样，可以理解为，电池模块包括2个1P8S成组方式的电池模组。
应当理解的是，在其他实施例中，一个电池模块还可以包含有其他数量的电池模组，每个电池模组中包含的电芯的数量，也可以是其他的数量。
示例性的，图2为提供的一种电池模块的电气原理的示意图，如图2所示，电池模块包括2个电池模组，分别为电池模组1和电池模组2，电池模组1包括电芯1至电芯8，电芯1至电芯8依次串联，电池模组2包括电芯9至电芯16，电芯9至电芯16依次串联，即，电芯1的负电极和电芯2的正电极连接，电芯2的负电极和电芯3的正电极连接，以此类推，直到电芯7的负电极和电芯8的正电极连接，电芯8的负电极和电芯9的正电极连接，电芯9的负电极和电芯10的正电极连接，以此类推，直到电芯15的负电极和电芯16的正电极连接，该电池模块中共有16个电芯。
其中，在电池模组1中，电芯1至电芯8的正电极的极耳处设置有温度采集点，共设置有8个温度采集点；电芯1的负电极的极耳与电芯2的正电极的极耳通过铝排连接，电芯2的负电极的极耳与电芯3的正电极的极耳通过铝排连接，以此类推，电池模组1中的每个铝排上分别设置有1个电压采集点。
同样地，在电池模组2中，电芯9至电芯16的正电极极耳处设置有温度采集点，共设置有8个温度采集点；电芯9的负电极的极耳与电芯10的正电极的极耳通过铝排连接，电芯10的负电极的极耳与电芯11的正电极的极耳通过铝排连接，以此类推，电池模组2中的每个铝排上分别设置有1个电压采集点。
而且，电芯8的负电极的极耳与电芯9的正电极的极耳是通过铜排连接的；为了保证电池模块安装在储能系统中的安全性，可以设置温度采集点的数量和电压采集点的数量与电芯的数量相同，这样，可以在该铜排上设置2个电压采集点。
可以理解的是，温度采集点的数量和电压采集点的数量与电芯的数量，还可以根据实际应用场景设定，本申请实施例不作限定。
其中，电池模块中还可以包括B+连接器和B-连接器，在电池模组1中的电芯1的正电极可以通过正极引出排和B+连接器连接，在电池模组2中的电芯16的负电极可以通过负极引出排和B-连接器连接。
在图2中，采样点设置在每个电芯上，通过线束可以将采样点、温度采集点和电压采集点进行连接，从而构成电池模块中的采集线路，例如，通过温度采集点采集每个电芯的温度后，以及通过电压采集点采集每个电芯的电压后，该采集的温度和电压可以通过线束传输到采样点，进而，采样点通过线束向BMU传输采集的每个电芯的温度和电压。
其中，每个电芯上的采样点可以分别与电芯的正电极的极耳处上的温度采集点通过线束连接，每个电芯上的采样点也可以分别与电芯连接的连接片上设置的电压采集点通过线束连接。
由于电池模组1中的电芯1的正电极通过正极引出排和B+连接器连接，电池模组2中的电芯16的负电极通过负极引出排和B-连接器连接，电池模组1中的电芯8的负电极的极耳与电池模组2中的电芯9的正电极的极耳通过铜排连接，因此，可以理解为，对于一个电池模块来说，当电池模块包括多个电池模组时，该电池模块中的第一个电池模组的一侧的第一个电芯的电极需要与B-连接器或B+连接器连接，该电池模块中的最后一个电池模组的与第一个电池模组相同一侧的第一个电芯的电极，需要与B-连接器或B+连接器；而且，同一个电池模组中的另一侧的最后一个电芯，需要与相邻的电池模组的相同一侧的最后1个电芯通过铜排连接。
这样，除了与B-连接器和B+连接器连接的电芯外，即除了电芯1和电芯16外，对于其他电芯来说，即对于电芯2至电芯15来说，每个电芯分别对应相邻的两个铝排，因此，每个电芯上的采样点分别与电芯连接的连接片上设置的电压采集点通过线束连接时，该连接片可以指的是两个铝排，无论每个电芯上的采样点是与相邻的前一个铝排上的电压采集点通过线束连接，还是与相邻的后一个铝排上的电压采集点通过线束连接，由于两者所采用的线束是同一线束，因此，所构成的采集线路也是相同的。
而且，对应电芯2至电芯15中的每个电芯来说，通过两个采样点可以获取对同一电芯的两个电压，基于对这两个电压的判断，可以进一步实现对电芯的电压的准确监控。
在其中一个实施例中，电池模块的前面板上还可以设置有正极输出端子和负极输出端子，正极输出端子和负极输出端子之间可以通过铜排连接，具体地，前面板上可以设置有第三螺栓，正极输出端子和负极输出端子之间的铜排通过第三螺栓固定在前面板上；而且，正极输出端子和负极输出端子还可以设计具有颜色防呆的功能，避免对正极输出端子和负极输出端子认识错误。
在其中一个实施例中，电池模块的前面板上还可以设置多个第四螺栓，电池模块可以通过多个第四螺栓固定在电池架上，例如，第四螺栓的数量可以为4。
在其中一个实施例中，电池模块还可以包括：钢绑带、塑料绑带、箱体和多个第一螺杆，钢绑带和塑料绑带可以用来固定每个电池模组，而且，每个电池模组可以分别通过每个第一螺杆固定在箱体上。
其中，第一螺杆可以为长螺杆，箱体的材质可以为钣金或其他材质，箱体的整体结构设计满足整个电池模组的承重要求；钢绑带可以使用绝缘热缩管包裹，热缩管耐电压可达到3000VAC，在电压达到1000VDC时，绝缘电阻的阻值可以大于或等于500MΩ。
在其中一个实施例中，电池模块对外输出可以采用铜排或铝排，并采用前出线方式，从而方便工作人员检查维护。
示例性的，图3为一种电池模块的爆炸示意图，如图3所示，电池模块可以包括上盖、上盖固定件、输出铝排、输出总成、端板、端板绝缘板、线束和绝缘片、长螺杆、钢绑带和塑料绑带。
其中，端板的材质可以为铝合金，端板绝缘板的设计可以保证电池模组的绝缘耐压满足DC3820V；而且，图3所示的电池模组中包括膨胀抑制结构，膨胀抑制结构包括一体成型的端板、钢绑带、塑料绑带以及长螺杆，电池模组中的膨胀抑制结构的强度可以使得电芯的膨胀力达到35000N。
在其中一个实施例中，电池模块还可以包括：结构托盘和多个第二螺杆，每个电池模组可以分别通过每个第二螺杆固定在结构托盘上，其中，结构托盘的材质可以为金属或其他材质。
在其中一个实施例中，电池模块还可以包括：多个第二螺栓和设置在结构托盘上的结构件底架，每个电池模组可以分别通过每个第二螺栓固定在结构件底架，而且，每个电池模组和结构件底架之间可以配置有绝缘板，这样可以保证每个电池模组中的电芯和结构件底架之间的绝缘。
在其中一个实施例中，电池模块可以采用半开放式设计，即，电池模块中的相邻的两个电池模组之间存在间隙，例如，相邻的电池模组之间和每个电池模组的侧面可以预留间隙，从而可以对电池模组在工作时产生的热量进行散热，以保证电池模组中的各个电芯之间的温度均衡性。
在其中一个实施例中，电池模块的棱角可以采用圆角设计，从而避免电池模块出现尖电放电风险。
可以理解的是，电池模块中的每个电池模组的底部可以分别贴保护膜，这样可以保证电池模组的绝缘耐压可以满足DC3820V，例如，保护膜可以为PWT膜，PET膜耐电压可达到3000VAC，在电压达到1000VDC时，绝缘电阻的阻值可以大于或等于500MΩ。
一种示例中，在电池系统受到的最大电压为730VDC时，可以设计电气间隙≥13mm，爬电距离≥15mm；在电池系统满足绝缘阻值要求在1500VDC条件下时，电阻需要大于或等于500MΩ，而且，在1min内，耐电压可达到3820VDC，这使得电池系统不具有发生击穿闪络的能力。
基于上述描述的内容，示例性的，图4为一种电池模块的外形的示意图，图4所示的电池模块可以用于高压级联电池系统中，可以理解的是，高压级联电池系统中可以包括多个电池模块，每个电池模块可以分别采用电池插箱的形式悬浮地安装在电池系统中，这可以使得电池系统中的电池模块之间的通信是相互独立的，从而可以降低通信干扰。
结合上述内容，示例性的，图5为一种电池管理系统的总体架构的示意图，图5所示的电池管理系统的总体架构是以高电压隔离、高精度采集、实时性传输、可靠性监测、安全性保护控制以及集成方便、扩容简单为原则设计出来的，图5所示的电池管理系统总体架构可以包括电池模块控制器(BMU)、电池簇控制器(BCMS)和电池集中管理系统(BAMS)。
其中，电池管理系统总体架构中包括多个电池簇，例如，电池簇A1至电池簇An，每个电池簇中都设置有BCMS，每个电池簇中的BCMS从采集线路获取每个电芯的温度和电压后，可以通过光纤向BAMS上传每个电芯的温度和电压，进而，BAMS基于每个电芯的温度和电压，可以实现对电芯的热管理。
具体地，电池簇中可以包括多个电池模块，每个电池模块中的采集线路可以将采集到的每个电芯的电压信号和温度信号传输到对应的电池监控单元(cell supervisioncircuit，CSC)中，例如，电池簇中的第一个电池模块对应CSC_1，以此类推，第N个电池模块对应CSC_N，每个CSC将对应的电池模块中的每个电芯的电压信号和温度信号进行分析，可以得到每个电池模块中的每个电芯的电压和温度，多个CSC可以将对应的电池模块中的每个电芯的电压和温度传输给BCMS，BCMS将每个电池模块中的每个电芯的电压和温度通过光纤的通讯方式传输到相_BAMS中，相_BAMS可以对所有电池簇进行统一控制和监测；其中，相_BAMS和相_PCS控制器通过光纤方式进行通讯，另外还有常开、常闭急停的硬接线，用于急停控制，以增加可靠性；其中，每个电池簇中的BCMS需要接入24V电源以进行供电。
例如，若采集的每个电芯的电压大于欠压电压阈值，BAMS可以通过常开急停的方式控制PCS控制器，从而使得可以增加电芯的放电截止电压；若采集的每个电芯的电压小于或等于过压电压阈值，BAMS可以通过常闭急停的方式控制PCS控制器，从而降低电芯的充电截止电压；若采集的温度大于温度阈值，BAMS可以通过常闭急停的方式控制PCS控制器，从而降低电芯的发热功率。
其中，电池管理系统中的2倍频电流工况下的电压采集和电流采集会干扰高压级联储能系统的性能，干扰基频为100Hz，同时，3倍频电流工况下的电压采集和电流采集、5倍频电流工况下的电压采集和电流采集也会干扰高压级联储能系统的性能。
对于2倍频电流工况下的电压采集和电流采集、3倍频电流工况下的电压采集和电流采集、5倍频电流工况下的电压采集和电流采集对电池管理系统的影响，可以从电芯安全、电流采样和电压采集三方面考虑。
在电芯安全方面，100Hz正弦电流抖动均值为0，其所引起的电芯特性变化包括：100Hz电流波动在电芯欧姆内阻上引起的同频电压波动，以及电流有效值增加导致的电芯温升。
对于100Hz电流波动在电芯欧姆内阻上引起的同频电压波动，结合电芯欧姆内阻和实际电流抖动幅值，可以在电芯的电压小于或等于过压电压阈值时，适当降低电芯的充电截止电压；以及，可以在电芯的电压大于欠压电压阈值时，适当增加电芯的放电截止电压，从而有效避免电芯瞬态触碰欠压电压阈值或过压电压阈值；由于BAMS具有电芯温度监控的能力，这样，当电芯的温度超过温度阈值时，可以对电芯的温度进行限功，即，降低电芯的发热功率。
在电流采样方面，电流正弦波动本质上不会产生额外的净充放电量，采用200Hz电流采样率时，使用偶数采样点长度滑窗平均值滤波可有效消除2倍频电流波动；对于3倍频电流波动以及5倍频电流波动，可以采用4倍采样点长度滑窗平均值滤波消除3倍频电流波动以及5倍频电流波动；对于更高频分量以及采样频率或电网频率轻微偏移所产生的遗留低频欠采样波动分量，可以在SOC算法或电量累积算法中通过积分过程消除遗留低频欠采样波动分量。
在电压采样方面，电池管理系统中，25％的电流波动对电芯的电压的影响在50mV级别，因此，可以通过类似于电流采样的方法，通过滤波策略实现电压纹波消除；而且，对于SOC算法等需要用到电压的算法策略，可以根据电芯特性调整算法参数，从而实现对算法精度的调控。
综上所述，本申请提出的电池模块，实现了对温度和电压的实时检测，即，每个电芯都对应有温度采集点和压力采集点，从而可以对电芯进行实时保护以及可以及时发现问题，从而及时采取保护措施，即，降低电芯的发热功率或增加电芯的放电截止电压等；而且，还实现了对电池模块的绝缘保护，即，电池模块的底部可以贴有PET膜，以及电芯可以自带有绝缘蓝膜，以满足高压环境下电池模块的绝缘要求，进而，基于电池管理系统实时进行绝缘检测；而且，针对2倍频电流工况的干扰，通过对电压采集和电流采集进行优化，从而可以消除电池管理系统中2倍频电流工况对高压级联储能系统的影响。
Claims (10)
1.一种电池模块，其特征在于，所述模块包括：多个电池模组和采集线路，
每个所述电池模组包括依次串联的多个具有正负电极的电芯，各所述电池模组之间串联连接；
每个所述电芯的第一电极的极耳处设置有温度采集点；每个所述电芯的第一电极与相连接的电芯的第二电极之间的连接片上，设置有电压采集点；所述温度采集点的数量和所述电压采集点的数量与所述电芯的数量相同；所述第一电极为正电极或负电极；
通过所述采集线路获得所述电压采集点采集的每个所述电芯的电压，以及所述温度采集点采集的每个所述电芯的温度。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述采集线路包括通过线束连接的多个采样点，每个所述采样点通过第一螺栓固定在每个所述电芯上，每个所述电芯上的采样点分别与所述电芯的第一电极的极耳处上的温度采集点通过所述线束连接，每个所述电芯上的采样点分别与所述电芯连接的连接片上设置的电压采集点通过所述线束连接。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：钢绑带、塑料绑带、箱体和多个第一螺杆，所述钢绑带使用绝缘热缩管包裹，
所述钢绑带和所述塑料绑带用于固定每个所述电池模组；
每个所述电池模组分别通过每个所述第一螺杆固定在所述箱体上。
4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：结构托盘和多个第二螺杆，每个所述电池模组分别通过每个所述第二螺杆固定在所述结构托盘上。
5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：多个第二螺栓和设置在所述结构托盘上的结构件底架，每个所述电池模组分别通过每个所述第二螺栓固定在所述结构件底架，每个所述电池模组和所述结构件底架之间配置有绝缘板。
6.根据权利要求5所述的模块，其特征在于，相邻的两个所述电池模组之间存在间隙。
7.根据权利要求6所述的模块，其特征在于，所述电池模块的棱角采用圆角设计。
8.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，所述模块还包括：前面板，所述前面板上设置有电池管理控制器BMU，
所述BMU用于通过所述采集线路获得每个所述电芯的温度和电压，并向电池簇控制器BCMS上传每个所述电芯的温度和电压，以使得所述BCMS向电池集中管理系统BAMS上传每个所述电芯的温度和电压，使得所述BAMS基于每个所述电芯的温度和电压对每个所述电芯进行热管理。
9.根据权利要求8所述的模块，其特征在于，
所述BCMS基于每个所述电芯的温度和电压对所述每个所述电芯进行热管理时，若采集的所述电压大于欠压电压阈值，增加所述电芯的放电截止电压；若采集的所述温度大于温度阈值，降低所述电芯的发热功率。
10.根据权利要求8所述的模块，其特征在于，所述模块设置在电池簇中，所述电池簇包括高压箱，所述高压箱中设置有所述BCMS，所述BMU与所述BCMS采用CAN2总线连接。
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