CN207753123U - 热插拔式退役电池梯级利用装置 - Google Patents

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王伟平
金勇�
曹光宇
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Abstract

本实用新型涉及一种热插拔式退役电池梯级利用装置该装置与退役电池模组连接，所述的装置包括小型标准化电池模块、插拔式退役电池梯级利用储能模块和双向变流器管理模块，所述的小型标准化电池模块与退役电池模组连接，所述的插拔式退役电池梯级利用储能模块分别与小型标准化电池模块、双向变流器管理模块连接。与现有技术相比，本实用新型有效延长退役电池梯级利用系统的使用寿命。

Description

热插拔式退役电池梯级利用装置
技术领域
本实用新型涉及小型储充充电站的储能领域，尤其是涉及一种热插拔式退役电池梯级利用装置。
背景技术
随着电动汽车的逐步产业化，在未来几年内将有大批量的车用电芯被淘汰。动力电芯虽然不能继续用于电动汽车，但是还可以用于其它对电芯要求较低的场合，如储能系统等。我们通过梯级利用的方法来延长电芯的使用寿命、降低动力电芯全寿命周期成本，对推动电动汽车行业的健康发展具有重要意义。
一般认为，当车用动力电池容量衰减至初始容量的80％以下时，因一次充电续航里程的明显减小，意味着车用动力电池车载使命的终结。但对于比能量要求不高的储能应用来说，动力电池仍具有较大的使用价值，通过梯级利用，不仅可以让动力电池性能得到充分的发挥，还有利于降低电池的使用成本。因此，可以在电池不同的寿命阶段，开展不同的使用，如动力使用、储能削峰填谷使用、不间断电源或其他使用等。这样充分提高电池利用率，从而降低最开始阶段的使用费用。
现有技术中，退役电池梯级利用系统存在如下问题：一方面要求退役的电芯一致性好，并从电芯级别开始进行严格地检测筛选、配组及重组；另一方面即使最初筛选的电芯一致性指标较好，但经过多轮的充放电后由于每个模组老化程度不一致，最终由于个别模组出现故障，需导致整个系统停机维修，大大降低了退役电池梯级利用系统有效运行时间，达不到梯级利用的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种热插拔式退役电池梯级利用装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种热插拔式退役电池梯级利用装置，该装置与退役电池模组连接，所述的装置包括小型标准化电池模块、插拔式退役电池梯级利用储能模块和双向变流器管理模块，所述的小型标准化电池模块与退役电池模组连接，所述的插拔式退役电池梯级利用储能模块分别与小型标准化电池模块、双向变流器管理模块连接。
优选地，所述的小型标准化电池模块包括退役电池模组、底层采样板和BMS 电池管理单元，所述的退役电池模组与所述的BMS电池管理单元连接，所述的底层采样板与所述的BMS电池管理单元连接。
优选地，所述的插拔式退役电池梯级利用储能模块包括：
热插拔子模块，与小型标准化电池模块连接，包括升降压电路以及与升降压电路相连的热插拔芯片；
整流器；
逆变器；
双向变流器，分别与热插拔子模块、整流器及逆变器连接。
优选地，所述的退役电池模组个数为1～10个。
优选地，所述的小型标准化电池模块是电量范围为2kWh～500kWh，输出功率及输入功率范围为0.6kW～300kW的电池模块。
优选地，所述的双向变流器通过直流母线分别与整流器与逆变器连接；所述的双向变流器依次通过热插拔芯片、升降压电路后与所述的小型标准化电池模块连接。
优选地，所述的双向变流器的数量在2～50个。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型采用热插拔技术，规避目前48V热插拔芯片的电压限制，在整套系统运行情况下将不合格电池系统移除，还可以在开机情况下更新或扩充电池模组而不影响系统运行，因此有效地改善由于退役电池一致性差问题导致整个退役电池梯级利用系统停机问题；
2、弱化动力电池梯次利用系统对退役电池一致性要求，降低前期退役电池筛选配组原则，规范退役电池重组标准，提高退役电池筛选合格率，有效延长退役电池梯级利用系统的使用寿命，也延长了退役电池的生命周期。
附图说明
图1为本实用新型热插拔式退役电池梯次利用系统的技术路线图；
图2为本实用新型热插拔式退役电池梯级利用装置的结构图。
图2中标号所示：
1、双向变流器管理模块；2、双向变流器；3、小型标准化电池模块；4、系统柜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其中，一种热插拔式退役电池梯级利用装置包括至少两个双向变流器2、至少一个小型标准化电池模块3、热插拔子模块、整流器、逆变器、双向变流器管理模块1、控制子系统、系统柜4；双向变流器管理模块1、双向变流器2及小型标准化电池模块3置于所述的系统柜4中。小型标准化电池模块包括退役电池模组及BMS电池管理单元，热插拔子模块包括热插拔芯片及升降压电路。如图1所示，小型标准化电池模块通过升降压电路与双向变流器连接；双向变流器通过直流母线分别与整流器与逆变器连接，整流器与双向变流器管理模块连接。
本实用新型通过双向变流器管理模块实时采集BMS电池管理单元及双向变流器的当前状态。当其中一个小型标准化电池模块发生故障时，BMS电池管理单元将故障报警上传至双向变流器，双向变流器收到故障报警信息后切断小型标准化电池模块开关，将此信息上传至双向变流器管理模块，双向变流器管理模块根据负载使用情况酌情增加剩余双向变流器功率来满足负荷用电需求。当小型标准化电池模块重新载入“插拔式”退役电池梯级利用储能模块时，由BMS电池管理单元发送请求至双向变流器，双向变流器收到接入信息后上传至双向变流器管理模块，双向变流器管理模块下发接入指令到双向变流器，双向变流器恢复与小型标准化电池模块的动力连接后，再将小型标准化电池模块状态信息上报至双向变流器管理模块，双向变流器管理模块根据负载用电情况调节其余双向变流器的输出功率来满足用电需求。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种热插拔式退役电池梯级利用装置，该装置与退役电池模组连接，其特征在于，所述的装置包括小型标准化电池模块、插拔式退役电池梯级利用储能模块和双向变流器管理模块，所述的小型标准化电池模块与退役电池模组连接，所述的插拔式退役电池梯级利用储能模块分别与小型标准化电池模块、双向变流器管理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的小型标准化电池模块包括退役电池模组、底层采样板和BMS电池管理单元，所述的退役电池模组与所述的BMS电池管理单元连接，所述的底层采样板与所述的BMS电池管理单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的插拔式退役电池梯级利用储能模块包括：
热插拔子模块，与小型标准化电池模块连接，包括升降压电路以及与升降压电路相连的热插拔芯片；
整流器；
逆变器；
双向变流器，分别与热插拔子模块、整流器及逆变器连接。
4.根据权利要求2所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的退役电池模组个数为1～10个。
5.根据权利要求2所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的小型标准化电池模块是电量范围为2kWh～500kWh，输出功率及输入功率范围为0.6kW～300kW的电池模块。
6.根据权利要求3所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的双向变流器通过直流母线分别与整流器与逆变器连接；所述的双向变流器依次通过热插拔芯片、升降压电路后与所述的小型标准化电池模块连接。
7.根据权利要求3所述的一种热插拔式退役电池梯级利用装置，其特征在于，所述的双向变流器的数量在2～50个。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109494818A (zh) * 2017-09-11 2019-03-19 上海国际汽车城（集团）有限公司 一种热插拔式退役电池梯级利用系统及方法
CN109861373A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 力帆实业(集团)股份有限公司 基于直流低压保护控制回路的应急供电设备
CN113131074A (zh) * 2021-03-27 2021-07-16 安徽瑞露科技有限公司 一种退役电池梯次利用设备

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