CN115800555A - 一种储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种储能系统，具体涉及储能系统管理技术领域。储能系统中包括主控制设备以及主储能设备；主储能设备中包括至少一个储能支路；在储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构；每个储能结构中包括电池组以及电池参数采集器；电池参数采集器适于对电池组进行参数采集；在每个储能支路中，各个储能结构中的电池组串联，各个储能结构中的电池参数采集器串联，支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；至少一个储能支路中的支路控制器与主控制设备通讯连接。上述方案使得通过一个主控制设备对整个系统的各个电池组进行控制，提高了储能系统的控制效率。
Description
技术领域
本发明涉及储能系统管理技术领域，具体涉及一种储能系统。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，储能系统电池数量很大，系统很复杂，运行环境非常恶劣。在如此非常复杂的系统中，对BMS抗干扰性能提出了非常高的要求。
一旦储能系统中的BMS被干扰了，比如数据跳变、误动作等等，都是由于BMS抗干扰能力不够引起的。同样，系统的复杂性也对BMS数据处理能力、响应速度等提出了很高的要求。储能系统深度充放电的特性，在充放电末期电池组内的电芯容量一致性会对储能系统可用容量产生影响，为了保证电池组内单体电池的一致性，要求储能具有很强的电池均衡管理能力，这就需要依托BMS技术来实现。而在大型储能系统中，通常需要设置多个BMS控制模块才可以实现对整个系统实现电池均衡管理。
因此，现亟需一种针对大型储能系统中的各个BMS控制模块的通讯方案。
发明内容
本申请提供了一种储能系统，所述储能系统中包括主控制设备以及主储能设备；
所述主储能设备中包括至少一个储能支路；在所述储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构；每个所述储能结构中包括电池组以及电池参数采集器；所述电池参数采集器适于对所述电池组进行参数采集；
在每个所述储能支路中，各个所述储能结构中的电池组串联，各个所述储能结构中的电池参数采集器串联，所述支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；
所述至少一个储能支路中的支路控制器与所述主控制设备通讯连接。
在一种可能的实现方式中，在所述储能支路中还包括电控开关，各个所述储能结构中的电池组串联后，再与所述电控开关串联；
所述支路控制器适于控制所述电控开关的开关状态。
在一种可能的实现方式中，所述支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接。
在一种可能的实现方式中，所述支路控制器与所述主控制设备有线通讯连接。
在一种可能的实现方式中，所述主储能设备中包括至少两个储能支路；所述至少两个储能支路中的支路控制器串联；
所述主控制设备与至少一个储能支路中的支路控制器连接。
在一种可能的实现方式中，所述主储能设备中包括至少三个储能支路；所述至少三个储能支路中的支路控制器串联构成控制链路；
所述主控制设备与位于所述控制链路的第一端的支路控制器连接；
所述主控制设备还与位于所述控制链路的第二端的支路控制器连接。
在一种可能的实现方式中，所述至少一个储能支路中包括至少一个无线通讯储能支路以及至少一个有线通讯储能支路；
每个无线通讯储能支路中的支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接；
所述主控制设备与至少一个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
在一种可能的实现方式中，所述主控制设备分别与各个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
在一种可能的实现方式中，各个所述有线通讯储能支路中的支路控制器串联构成有线控制链路；
所述主控制设备与所述有线控制链路中两端的支路控制器连接。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在大型储能设备中，设置有主控制设备以及主储能设备，在该主储能设备中包括至少一个储能支路，在储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构，在每个储能支路中，各个储能结构中的电池组串联，各个储能结构中的电池参数采集器串联，支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；至少一个储能支路中的支路控制器与主控制设备通讯连接。在上述储能系统的结构中，每个电池参数采集器都可以对电池组进行参数采集，并且电池参数采集器互相串联起来，支路控制器与串联起的电池参数采集器中的至少一个进行通讯，从而使得支路控制器可以与任一个电池参数采集器通讯，并且在当主控制设备与该支路控制器连接时，主控制设备也可以实现与任一个电池参数采集器的通讯，从而使得通过一个主控制设备对整个系统的各个电池组进行控制，提高了储能系统的控制效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种储能系统的结构示意图。
图2示出了本申请实施例涉及的一种基于无线网络的BMS通讯架构示意图。
图3示出了本申请涉及的一种储能系统的结构示意图。
图4示出了本申请实施例涉及的一种基于无线、有线的BMS通讯架构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。
图1是根据一示例性实施例示出的一种储能系统的结构示意图。在该储能系统中包括主控制设备以及主储能设备；
该主储能设备中包括至少一个储能支路；在该储能支路中包括支路控制器BMU以及各个储能结构；每个该储能结构中包括电池组PACK以及电池参数采集器CMU；该电池参数采集器CMU适于对该电池组进行参数采集；
在每个所述储能支路中，各个所述储能结构中的电池组串联，各个所述储能结构中的电池参数采集器串联，所述支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；
该至少一个储能支路中的支路控制器与该主控制设备通讯连接。
如图1所示，该储能系统为一种并行以太网通讯架构，具体为BMS三级架构，在该架构中各个模块的功能介绍如下：
1.顶级主控BAU(也就是主控制设备)为电池阵列管理主控单元(顶级主控)负责电池整体系统的管理。完成各簇电池状态收集、分析、监控和调度；电池系统的SOC、SOH计算；系统故障诊断、报警；系统上、下电及充放电策略管理；与触控屏、储能变流器/EMS数据交互等,就地存储电池单体，电池模块、电池簇等全部信息，属于系统一级管理单元，顶级主控与次级主控之间采用以太网的方式进行信息交互。
2.次级主控BMU(也就是支路控制器)为电池簇管理单元，负责管理一簇电池组，对本簇电池的运行信息收集，故障的诊断和报警，电池均衡策略分析SOC计算、绝缘检测、继电器粘连检测，控制相关继电器，与本簇CMU单元(也就是电池参数采集器)进行数据交互等,属于系统二级管理单元，次级主控与顶级主控之间通过以太网并行方式进行通讯。
3.采集模块单元:电池管理单元(CMU)负责采集电池模组的电压、温度等实时信息并负责电芯的均衡控制等功能，属于系统三级管理单元。
可选的，在所述储能支路中还包括电控开关，各个所述储能结构中的电池组串联后，再与所述电控开关串联；
所述支路控制器适于控制所述电控开关的开关状态。
如图1所示，在每个储能支路中包括PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)，即N个储能支路中分别存在对应的PDU1至PDUN，以控制各个储能支路进行控制。
在每个储能支路的PDU中设置有次级主控BMU(也就是支路控制器)以及电控开关，该电控开关可以用于控制该储能支路的电池组与外部负载或充电电路之间的导通状态。
即在每个储能支路中存在PDU以及若干个电池包，在PDU中设置有次级主控BMU，在每个电池包PACK中设置有电池组以及电池管理单元CMU(即电池参数采集器)，每个电池包PACK中的电池管理单元CMU可以对该电池包PACK中的电池组的运行状态进行监控。
进一步的，在每个储能支路中，各个电池包PACK中设置的电池组串联，该PDU中设置的电控开关与串联后的电池组链路串联，从而对各个电池包PACK中电池组串联得到的电池组链路的导通状态进行控制。
进一步的，在每个储能支路中，PDU中设置的次级主控、各个电池管理单元通过以太网串联，也就是各个电池管理单元通过以太网串联后，再与PDU中设置的次级主控串联，此时PDU中设置的次级主控即可以对储能支路中的各个电池管理单元进行控制。
可选的，在本申请实施例中，各个所述储能结构中的电池参数采集器串联(也就是各个电池管理单元通过以太网串联)，支路控制器与多个电池参数采集器通讯连接(也就是PDU中设置的次级主控与通过以太网串联的各个电池管理单元中的多个通讯连接)。此时若次级主控与电池管理单元中的一个连接中断时，此时由于次级主控还与其他的电池管理单元通讯连接，因此某个通讯连接中断并不会影响次级主控对各个电池管理单元的控制，上述方案极大地提高了次级主控与各个电池管理单元之间通讯连接的容错率。
可选的，如图1所示，主控单元BAU分别与每个储能支路中的PDU中设置的次级主控连接，从而使得主控单元BAU可以与每个储能支路中的次级主控通信，而由于每个储能支路中的次级主控又与该支路中的电池关联单元串联，因此实现了主控单元BAU与该储能系统中任一电池管理单元通信。
可选的，所述支路控制器与所述主控制设备有线通讯连接。
可选的，所述支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接。
请参考图2，其示出了本申请实施例涉及的一种基于无线网络的BMS通讯架构示意图。与串行、环网架构的区别是每个次级主控BMU单元之间，通过无线网络的方式进行通讯，每个次级主控单元都可以与顶级主控通过无线进行实时网络通讯，这种通讯方式的优势是可以实现实时交互数据，而且不需要外部的通讯线束简化了系统的连接。
综上所述，在大型储能设备中，设置有主控制设备以及主储能设备，在该主储能设备中包括至少一个储能支路，在储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构，在每个储能支路中，各个储能结构中的电池组串联，各个储能结构中的电池参数采集器串联，支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；至少一个储能支路中的支路控制器与主控制设备通讯连接。在上述储能系统的结构中，每个电池参数采集器都可以对电池组进行参数采集，并且电池参数采集器互相串联起来，支路控制器与串联起的电池参数采集器中的至少一个进行通讯，从而使得支路控制器可以与任一个电池参数采集器通讯，并且在当主控制设备与该支路控制器连接时，主控制设备也可以实现与任一个电池参数采集器的通讯，从而使得通过一个主控制设备对整个系统的各个电池组进行控制，提高了储能系统的控制效率。
请参考图3，其示出了本申请涉及的一种储能系统的结构示意图。所述储能系统中包括主控制设备以及主储能设备；
所述主储能设备中包括至少一个储能支路；在所述储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构；每个所述储能结构中包括电池组以及电池参数采集器；所述电池参数采集器适于对所述电池组进行参数采集；
在每个所述储能支路中，各个所述储能结构中的电池组串联，各个所述储能结构中的电池参数采集器串联，所述支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；
所述至少一个储能支路中的支路控制器与所述主控制设备通讯连接。
进一步的，在本申请实施例中，所述主储能设备中包括至少两个储能支路；所述至少两个储能支路中的支路控制器串联；
所述主控制设备与至少一个储能支路中的支路控制器连接。
当主储能设备中包括至少两个储能支路时，图1对应的实施例中，为了实现主控制设备能与每个储能支路实现通讯，将主控制设备与每个储能支路中的支路控制器通讯连接。
而在本申请实施例中，则是将各个储能支路中的支路控制器串联后，再将串联的各个支路控制器中的至少一个支路控制器与主控制设备建立通讯连接，从而实现了通过主控制设备对任一个储能支路进行监控的功能。
进一步的，所述主储能设备中包括至少三个储能支路；所述至少三个储能支路中的支路控制器串联构成控制链路；
所述主控制设备与位于所述控制链路的第一端的支路控制器连接；
所述主控制设备还与位于所述控制链路的第二端的支路控制器连接。
如图3所示，当该主储能设备中包括N个储能支路时，该各个支路控制器(即BMU1至BMUN)串联构成控制链路。
该主控制设备与位于控制链路第一端的支路控制器连接(即与BMU1连接)，该主控制设备还与位于控制链路的第二端的支路控制器连接(即与BMUN连接)。
如上图是基于以太网环网的BMS通讯架构，与并行架构的区别是每个次级主控BMU单元之间，通过以太网的方式进行串联，然后与顶级主控BAU组成双环网架构，这种通讯方式的优势是可以实现环网交互数据，而且一旦中间通讯中断，不会影响系统的正常工作。
例如，BAU与BMU1之间的通讯中断时，若采用如图1所示的通讯架构，则BAU丧失了对PDU1所在的链路的监控能力。而若采用如图3所示的通讯架构时，若BAU与BMU1之间的通讯中断时，由于BUM1至BUMN之间的通讯并没有中断，且BAU与BAUN之间仍然存在通讯连接，因此BUM1仍然可以通过各个BAU组成的通讯链路对BAU1所在的储能支路进行监控。
综上所述，在大型储能设备中，设置有主控制设备以及主储能设备，在该主储能设备中包括至少一个储能支路，在储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构，在每个储能支路中，各个储能结构中的电池组串联，各个储能结构中的电池参数采集器串联，支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；至少一个储能支路中的支路控制器与主控制设备通讯连接。在上述储能系统的结构中，每个电池参数采集器都可以对电池组进行参数采集，并且电池参数采集器互相串联起来，支路控制器与串联起的电池参数采集器中的至少一个进行通讯，从而使得支路控制器可以与任一个电池参数采集器通讯，并且在当主控制设备与该支路控制器连接时，主控制设备也可以实现与任一个电池参数采集器的通讯，从而使得通过一个主控制设备对整个系统的各个电池组进行控制，提高了储能系统的控制效率。
进一步的，在图1、图2以及图3示出的储能系统的基础上，可以构建一种基于无线、有线的BMS通讯架构。如图4所示，其示出了本申请实施例涉及的一种基于无线、有线的BMS通讯架构示意图。如图4所示，所述至少一个储能支路中包括至少一个无线通讯储能支路以及至少一个有线通讯储能支路；
每个无线通讯储能支路中的支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接；
所述主控制设备与至少一个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
进一步的，所述主控制设备分别与各个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
进一步的，各个所述有线通讯储能支路中的支路控制器串联构成有线控制链路；
所述主控制设备与所述有线控制链路中两端的支路控制器连接。
此种通讯架构极大的便利顶级主控与次级主控之间的信息交互，不仅支持环网和并行网络通讯，还支持无线网络通讯，保证了系统的安全性、可靠性和适用性的要求，非常适合未来储能系统大容量，高可靠性的通讯要求。
综上所述，在大型储能设备中，设置有主控制设备以及主储能设备，在该主储能设备中包括至少一个储能支路，在储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构，在每个储能支路中，各个储能结构中的电池组串联，各个储能结构中的电池参数采集器串联，支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；至少一个储能支路中的支路控制器与主控制设备通讯连接。在上述储能系统的结构中，每个电池参数采集器都可以对电池组进行参数采集，并且电池参数采集器互相串联起来，支路控制器与串联起的电池参数采集器中的至少一个进行通讯，从而使得支路控制器可以与任一个电池参数采集器通讯，并且在当主控制设备与该支路控制器连接时，主控制设备也可以实现与任一个电池参数采集器的通讯，从而使得通过一个主控制设备对整个系统的各个电池组进行控制，提高了储能系统的控制效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统中包括主控制设备以及主储能设备；
所述主储能设备中包括至少一个储能支路；在所述储能支路中包括支路控制器以及各个储能结构；每个所述储能结构中包括电池组以及电池参数采集器；所述电池参数采集器适于对所述电池组进行参数采集；
在每个所述储能支路中，各个所述储能结构中的电池组串联，各个所述储能结构中的电池参数采集器串联，所述支路控制器与至少一个电池参数采集器通讯连接；
所述至少一个储能支路中的支路控制器与所述主控制设备通讯连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述储能支路中还包括电控开关，各个所述储能结构中的电池组串联后，再与所述电控开关串联；
所述支路控制器适于控制所述电控开关的开关状态。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支路控制器与所述主控制设备有线通讯连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主储能设备中包括至少两个储能支路；所述至少两个储能支路中的支路控制器串联；
所述主控制设备与至少一个储能支路中的支路控制器连接。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主储能设备中包括至少三个储能支路；所述至少三个储能支路中的支路控制器串联构成控制链路；
所述主控制设备与位于所述控制链路的第一端的支路控制器连接；
所述主控制设备还与位于所述控制链路的第二端的支路控制器连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个储能支路中包括至少一个无线通讯储能支路以及至少一个有线通讯储能支路；
每个无线通讯储能支路中的支路控制器与所述主控制设备无线通讯连接；
所述主控制设备与至少一个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主控制设备分别与各个有线通讯储能支路中的支路控制器有线连接。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，各个所述有线通讯储能支路中的支路控制器串联构成有线控制链路；
所述主控制设备与所述有线控制链路中两端的支路控制器连接。
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215129 West of Building 28, No. 2, Mount Taishan Road, Suzhou High tech Zone, Suzhou, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Jingkong Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 215129 West, building 28, Hefeng Industrial Park, No.2, Taishan Road, high tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: SUZHOU JK ENERGY Ltd. |