CN117220372A - 一种储能系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种储能系统及其管理方法。一种储能系统包括电池设备，包括：电池模组、通断装置和监控装置。多个电池模组并联连接，所述电池模组包括：主机电池模组和从机电池模组。多个所述从机电池模组与一个所述主机电池模组与通讯总线并联连接，从机电池模组的ID号均大于所述主机电池模组的ID号。一种储能系统及其管理方法，其优势在于，实现了各电池模组的统一管理，提高了管理效率，控制设备判断主机电池模组出现故障时，马上控制各电池模组进入主机电池模组竞争模式，并确定新的主机电池模组，保证了储能系统的正常运行。

Description

一种储能系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种储能系统及其管理方法。

背景技术

现在，石油能源日益紧张，同时，石油等能源的使用也导致了环境污染，影响了人们的身体健康，人们越来越重视新型能源的使用。例如，现在在各行各业均大量地利用电能作为新型能源，因此，储能系统得到了快速的发展和广泛地使用。例如，基站需要储能系统进行供电，基站供电电池系统是电池模组并联系统。通常，基站的供电电池系统通过多个电池并联形成，每个电池配置控制设备，定时检测电池的状态信息，并根据状态信息计算后获得该电池的状态，控制该电池与储能系统的电连接和断开连接。

例如，公开号为CN114884166A中国发明专利涉及一种多电池支路并联控制方法及其装置，其中动力电池包括并联设置的多条支路，每个支路中设置有支路控制装置，包括从控单元和次级主控单元，多个支路控制装置会将信息传递至电池控制装置(顶级主控单元)，电池控制装置获取动力电池的工作模式，检测多条支路的运行信息，根据动力电池的工作模式和动力电池的运行状态，控制动力电池工作。此种方法通过每个控制装置对每个支路进行控制，由于各电池内阻不同，导致了各电池的差异性，因此，上述方式无法做到储能系统的整体的统一管理，导致储能系统的寿命降低，各支路供电能力不均衡，控制效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种储能系统，采用多个电池模组并联连接通讯总线，其中一个ID号最小的电池模组作为主机电池模组，其他的为从机电池模组，通过通讯总线，主机电池模组接收各从机电池模组的ID号和状态信息，并将主机电池模组和从机电池模组的ID号和状态信息发送到控制设备，在控制设备进行计算后获得各电池模组的荷电状态，根据荷电状态通过通断装置对相应ID号的电池模组进行与储能系统的电连接与断开连接的控制，在主机电池模组发生故障时，从机电池模组通过控制设备的控制进入主机电池模组竞争模式，控制设备通过比较各电池模组的ID号确定新的主机电池模组，解决了无法做到储能系统的整体的统一管理，导致储能系统的寿命降低，各支路供电能力不均衡，控制效率低下等的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种储能系统，包括：

电池设备，包括：

电池模组，多个电池模组并联连接到总电源端子，通过所述总电源端子与外部设备电连接，所述电池模组包括：

主机电池模组，设置一个，并且，所述主机电池模组具有ID号；

从机电池模组，多个所述从机电池模组与一个所述主机电池模组与通讯总线并联连接，每个所述从机电池模组均具有一个ID号，并且所述从机电池模组的ID号均大于所述主机电池模组的ID号；

通断装置，每个所述电池模组串联一个通断装置，通过所述通断装置控制所述电池模组与所述总电源端子的电连接电路的通断切换；

监控装置，在每个所述电池模组上均设有一个所述监控装置，通过所述监控装置接收所述主机电池模组和所述从机电池模组发送的状态信息。

进一步的，所述监控装置包括：电流传感器，电压传感器和温度传感器。

进一步的，所述的储能系统，还包括：

控制设备，多个所述电池模组通过通讯总线连接所述控制设备。

进一步的，所述控制设备包括：

数据传输装置，所述主机电池模组通过所述通讯总线与所述数据传输装置进行数据传输；

远程控制平台，通过网络与所述数据传输装置进行信息数据传输。

进一步的，所述监控装置通过电流传感器检测的所述电池模组的电流信息，通过电压传感器检测的所述电池模组的电压信息和通过温度传感器检测的所述电池模组的温度信息，以及所述电池模组的ID号传送到所述控制设备，在所述控制设备对所述电流信息、所述电压信息和所述温度信息进行分析处理，获得电池模组的荷电状态信息。

一种储能系统的管理方法，所述储能系统为如上任意一项所述的储能系统，所述管理方法包括：

在所述储能系统运行过程中，主机电池模组间隔预设时间接收从机电池模组的ID号和状态信息，并且，将所述主机电池模组和接收到的所述从机电池模组的所述ID号和所述状态信息传送到控制设备；

控制设备对所述状态信息进行计算获得电池的荷电状态，并且，确认主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息的时间间隔，根据所述荷电状态和在预设时间内是否收到所述主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息判断所述主机电池模组的状态；

控制设备根据接收到的所述从机电池模组的荷电状态判断相应ID号的从机电池模组的状态，并且，发送接入或断开所述储能系统的指令；

控制设备根据在第一预设时间内是否收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，确定电池设备是否进入主机竞争模式，并且，确定新的主机电池模组。

进一步的，所述状态信息包括电流信息、电压信息和温度信息。

进一步的，所述主机电池模组间隔预第二设时间向每个所述从机电池模组发送查询指令，并接收所述从机电池模组的ID号，所述主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号通过所述通讯总线发送到所述控制设备。

进一步的，在所述第一预设时间内，所述控制设备未接收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，判断所述主机电池模组发生故障，所述控制设备向所述主机电池模组的通断装置发送所述主机电池模组断开所述储能系统的指令，并且控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式；

所述从机电池模组在所述第二预设时间内未接收到所述主机电池模组发送的查询指令，通过通讯总线向所述控制设备发送请示信息，控制设备控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式，通过控制设备重新确定所述主机电池模组。

进一步的，重新确定所述主机电池模组的方法包括：

任意一个所述从机电池模组作为准主机电池模组接收任意一个所述从机电池模组的ID号，并将所述准主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号发送到所述控制设备进行比较，并发送相对大的ID号的所述从机电池模组退出主机竞争模式的指令；

相对小的ID号的所述从机电池模组作为准主机电池模组继续接收处于主机竞争模式的从机电池模组的ID号，重复上述比较、重新确定准主机电池模组的过程，直至在所有的从机电池模组中确定出ID号最小的电池模组，控制设备确定该ID号最小的所述从机电池模组为新的主机电池模组。

相对于现有技术，本发明所述的一种储能系统及其管理方法，具有以下优势：

本技术方案优点在于电池中各电池模组并联连接，通过通讯总线传送数据，设置主机电池模组，主机电池模组接收从机电池模组的ID号和状态信息，将主机电池模组和从机电池模组的ID号和状态信息发送到控制设备，控制设备对接收到的ID号和状态信息进行计算，获得各电池模组的荷电状态，根据ID号和荷电状态通过通断装置对相应的电池模组进行储能系统的电连接和断开连接的操作，实现了各电池模组的统一管理，提高了管理效率，控制设备判断主机电池模组出现故障时，马上控制各电池模组进入主机电池模组竞争模式，并确定新的主机电池模组，保证了储能系统的正常运行。

附图说明

图1为本发明的实施例所述的储能系统的结构框图；

图2为本发明的实施例所述的储能系统的管理方法的流程图。

附图标记说明：

100-电池设备，110-电池模组，120-通断装置，200-控制设备，300-外部设备，400-通讯总线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明中涉及“第一”、“第二”、“上”、“下”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“上”、“下”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当实施例之间的技术方案能够实现结合的，均在本发明要求的保护范围之内。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种储能系统，包括：电池设备100，包括：电池模组110、通断装置120和监控装置(图中未示)。多个电池模组110并联连接到总电源端子，通过所述总电源端子与外部设备300电连接，所述电池模组100包括：主机电池模组和从机电池模组。主机电池模组设置一个，并且，所述主机电池模组具有ID号。多个所述从机电池模组与一个所述主机电池模组与通讯总线400并联连接，每个所述从机电池模组均具有一个ID号，并且所述从机电池模组的ID号均大于所述主机电池模组的ID号。每个所述电池模组110串联一个通断装置120，通过所述通断装置120控制所述电池模组110与所述总电源端子的电连接电路的通断切换。在每个所述电池模组110上均设有一个所述监控装置，通过所述监控装置接收所述主机电池模组和所述从机电池模组发送的状态信息。

电池设备100通过多个电池模组110并联连接后与外部设备300连接，外部设备300为用电设备时，电池设备100为外部设备300供电。外部设备300也可以为供电设备，电池设备100与外部设备300连接后，可对电池设备100进行充电。多个电池模组110连接到一个通讯总线400上，通过通讯总线400在各电池模组110之间传输各电池模组110的数据。每个电池模组110均具有一个ID号，多个电池模组110包括一个主机电池模组，其他的电池模组110为从机电池模组，主机电池模组的ID号最小。主机电池模组通过通讯总线400接收其他从电池模组的ID号和状态信息。通过设置在每个电池模组110的监控装置采集各电池模组110的状态信息。实现了主机电池模组统一管理各电池模组110，提高了管理效率，保证了储能系统的正常运行。

在本市实例中，通讯总线400可以采用CAN、RS485、RJ45等常规通讯总线，优选为CAN总线。

进一步的，所述监控装置包括：电流传感器，电压传感器和温度传感器。

通过电流传感器获取电池模组110的电流信息，通过电压传感器获取电池模组110的电压信息，通过温度传感器获取电池模组110的温度信息。状态信息包括电流信息、电压信息和温度信息。

进一步的，所述的储能系统，还包括：控制设备200，多个所述电池模组110通过通讯总线400连接所述控制设备200。

监控装置获得的电池模组110的状态信息通过通讯总线400传送到控制设备200。

进一步的，所述控制设备包括：数据传输装置和远程控制平台。所述主机电池模组通过所述通讯总线与所述数据传输装置进行数据传输。远程控制平台通过网络与所述数据传输装置进行信息数据传输。

控制设备200可以与电池设备100设置在同一个机架上，也可以为远程控制设备，通过网络传输数据，优选的，控制设备200为云端服务器。

进一步的，所述监控装置通过电流传感器检测的所述电池模组110的电流信息，通过电压传感器检测的所述电池模组110的电压信息和通过温度传感器检测的所述电池模组110的温度信息，以及所述电池模组110的ID号传送到所述控制设备200，在所述控制设备200对所述电流信息、所述电压信息和所述温度信息进行分析处理，获得电池模组110的荷电状态信息。

控制设备200根据荷电状态控制相应的电池模组110与储能系统的电连接和断开连接的切换。

如图2所示，一种储能系统的管理方法，所述储能系统为如上任意一项所述的储能系统，所述管理方法包括：

在所述储能系统运行过程中，主机电池模组间隔预设时间接收从机电池模组的ID号和状态信息，所述状态信息包括电流信息、电压信息和温度信息。并且，将所述主机电池模组和接收到的所述从机电池模组的所述ID号和所述状态信息传送到控制设备。

控制设备对所述状态信息进行计算获得电池的荷电状态，并且，确认主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息的时间间隔，根据所述荷电状态和在预设时间内是否收到所述主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息判断所述主机电池模组的状态。

控制设备根据接收到的所述从机电池模组的荷电状态判断相应ID号的从机电池模组的状态，并且，发送接入或断开所述储能系统的指令。

所述主机电池模组间隔预第二设时间向每个所述从机电池模组发送查询指令，并接收所述从机电池模组的ID号，所述主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号通过所述通讯总线发送到所述控制设备。

控制设备根据在第一预设时间内是否收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，确定电池设备是否进入主机竞争模式，并且，确定新的主机电池模组。

在所述第一预设时间内，所述控制设备未接收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，判断所述主机电池模组发生故障，所述控制设备向所述主机电池模组的通断装置发送所述主机电池模组断开所述储能系统的指令，并且控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式；

所述从机电池模组在所述第二预设时间内未接收到所述主机电池模组发送的查询指令，通过通讯总线向所述控制设备发送请示信息，控制设备控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式，通过控制设备重新确定所述主机电池模组。

进一步的，重新确定所述主机电池模组的方法包括：

任意一个所述从机电池模组作为准主机电池模组接收任意一个所述从机电池模组的ID号，并将所述准主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号发送到所述控制设备进行比较，并发送相对大的ID号的所述从机电池模组退出主机竞争模式的指令；

相对小的ID号的所述从机电池模组作为准主机电池模组继续接收处于主机竞争模式的从机电池模组的ID号，重复上述比较、重新确定准主机电池模组的过程，直至在所有的从机电池模组中确定出ID号最小的电池模组，控制设备确定该ID号最小的所述从机电池模组为新的主机电池模组。

以一个实施例说明主机电池模组竞争方法。

例如，在储能系统运行中，通过n个电池模组并联形成电池设备，每个电池模组还包括一个与电池模组串联的通断装置。其中，Bi电池模组为主机电池模组，其他电池模组为从机电池模组。每隔第二预设时间Bi电池模组向其他电池模组发送查询指令，各从机电池模组向Bi电池模组发送自身的ID号和状态信息，状态信息即为电流信息、电压信息和温度信息。Bi电池模组收集上述ID号和状态信息后汇总自己的主机电池模组的ID号和状态信息一起间隔第一预设时间通过CAN总线发送到控制设备。

控制设备针对接收到的ID号和状态信息后进行计算分析，获得该对应电池模组的荷电状态，当荷电状态超出预设范围时，则控制设备判断该设备出现故障，向通断装置发送断开连接指令，切断该故障电池模组与储能系统的电连接。如果该电池模组为主机电池模组Bi，则电池设备进入主机电池模组竞争模式。

当控制设备超过第一预设时间仍未收到Bi电池模组发送的ID号和状态信息，则判断Bi电池模组出现故障，控制设备向电池设备发送进入主机电池模组竞争模式指令。

当各从机电池模组经过第二预设时间未收到Bi电池模组的查询指令，则各从机电池模组通过CAN总线向控制设备发送请示指令，控制设备向电池设备发送进入主机电池模组竞争模式指令。

电池设备进入主机电池模组竞争模式后，各从机电池模组，例如，以Bj电池模组为例，Bj电池模组接收其他电池模组的ID号，并将自己的ID号和其他电池模组的ID号发送到控制设备，控制设备比较两个ID号，当判断Bj电池模组的ID号小于另一个ID号时，将另一个电池模组退出主机电池模组竞争模式，Bj电池模组继续重复上述ID号接收和比较过程，直至最终判断Bj电池模组ID号为最小时，控制设备确定Bj电池模组为新的主机电池模组，储能系统继续正常运行。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：

电池设备(100)，包括：

电池模组(110)，多个电池模组(110)并联连接到总电源端子，通过所述总电源端子与外部设备(300)电连接，所述电池模组(110)包括：

主机电池模组，设置一个，并且，所述主机电池模组具有ID号；

从机电池模组，多个所述从机电池模组与一个所述主机电池模组与通讯总线(400)并联连接，每个所述从机电池模组均具有一个ID号，并且所述从机电池模组的ID号均大于所述主机电池模组的ID号；

通断装置(120)，每个所述电池模组(110)串联一个通断装置(120)，通过所述通断装置(120)控制所述电池模组(110)与所述总电源端子的电连接电路的通断切换；

监控装置，在每个所述电池模组(110)上均设有一个所述监控装置，通过所述监控装置接收所述主机电池模组和所述从机电池模组发送的状态信息。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

所述监控装置包括：电流传感器，电压传感器和温度传感器。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，还包括：

控制设备(200)，多个所述电池模组(110)通过通讯总线(400)连接所述控制设备(200)。

4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述控制设备包括：

数据传输装置，所述主机电池模组通过所述通讯总线与所述数据传输装置进行数据传输；

远程控制平台，通过网络与所述数据传输装置进行信息数据传输。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，

所述监控装置通过电流传感器检测的所述电池模组(110)的电流信息，通过电压传感器检测的所述电池模组(110)的电压信息和通过温度传感器检测的所述电池模组(110)的温度信息，以及所述电池模组(110)的ID号传送到所述控制设备(200)，在所述控制设备(200)对所述电流信息、所述电压信息和所述温度信息进行分析处理，获得电池模组(110)的荷电状态信息。

6.一种储能系统的管理方法，其特征在于，所述储能系统为如权利要求1-5任意一项所述的储能系统，所述管理方法包括：

在所述储能系统运行过程中，主机电池模组间隔预设时间接收从机电池模组的ID号和状态信息，并且，将所述主机电池模组和接收到的所述从机电池模组的所述ID号和所述状态信息传送到控制设备；

控制设备对所述状态信息进行计算获得电池的荷电状态，并且，确认主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息的时间间隔，根据所述荷电状态和在预设时间内是否收到所述主机电池模组发送所述ID号和所述状态信息判断所述主机电池模组的状态；

控制设备根据接收到的所述从机电池模组的荷电状态判断相应ID号的从机电池模组的状态，并且，发送接入或断开所述储能系统的指令；

控制设备根据在第一预设时间内是否收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，确定电池设备是否进入主机竞争模式，并且，确定新的主机电池模组。

7.根据权利要求6所述的储能系统的管理方法，其特征在于，

所述状态信息包括电流信息、电压信息和温度信息。

8.根据权利要求6所述的储能系统的管理方法，其特征在于，

所述主机电池模组间隔预第二设时间向每个所述从机电池模组发送查询指令，并接收所述从机电池模组的ID号，所述主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号通过所述通讯总线发送到所述控制设备。

9.根据权利要求7所述的储能系统的管理方法，其特征在于，

在所述第一预设时间内，所述控制设备未接收到所述主机电池模组发送的所述ID号和所述状态信息，判断所述主机电池模组发生故障，所述控制设备向所述主机电池模组的通断装置发送所述主机电池模组断开所述储能系统的指令，并且控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式；

所述从机电池模组在所述第二预设时间内未接收到所述主机电池模组发送的查询指令，通过通讯总线向所述控制设备发送请示信息，控制设备控制所述电池设备进入主机电池模组竞争模式，通过控制设备重新确定所述主机电池模组。

10.根据权利要求8所述的储能系统的管理方法，其特征在于，

重新确定所述主机电池模组的方法包括：

任意一个所述从机电池模组作为准主机电池模组接收任意一个所述从机电池模组的ID号，并将所述准主机电池模组的ID号和所述从机电池模组的ID号发送到所述控制设备进行比较，并发送相对大的ID号的所述从机电池模组退出主机竞争模式的指令；

相对小的ID号的所述从机电池模组作为准主机电池模组继续接收处于主机竞争模式的从机电池模组的ID号，重复上述比较、重新确定准主机电池模组的过程，直至在所有的从机电池模组中确定出ID号最小的电池模组，控制设备确定该ID号最小的所述从机电池模组为新的主机电池模组。