CN207782460U - 一种储能系统及其应用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种储能系统及其应用系统,该储能系统包括:储能电池本体、双向DC/DC板块和通信转接板;所述双向DC/DC板块,用于从直流母线侧取电,对所述储能电池本体进行充电;或从所述储能电池本体取电,并放电到所述直流母线侧;所述通信转接板,用于接收客户端向所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块中的至少之一发送的充放电指令;和/或,向客户端发送所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块中至少之一的工作状态。本实用新型的方案,可以克服现有技术中结构复杂、使用不方便和成本高等缺陷,实现结构简单、使用方便和成本低的有益效果。

Description

一种储能系统及其应用系统
技术领域
本实用新型属于储能技术领域,具体涉及一种储能系统及其应用系统,尤其涉及一种三元锂电池储能系统及其应用系统。
背景技术
在对储能过程进行分析时,为了确定研究对象而划出的部分物体或空间范围,称为储能系统。储能系统用于解决电能的存储和运输问题,使得电能的使用更加灵活、丰富。
现有的储能系统需要额外匹配DC/DC变流器,对系统进行充电,结构比较复杂,也增加了硬件成本;而且,无远程控制功能,使用不够方便。
另外,现有的储能系统使用的柜体,为了散热,采用的是非封闭设计,不能对储能系统进行全面的防护,不利于储能系统运行的可靠性和安全性。
现有技术中,存在结构复杂、使用不方便和成本高等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,针对上述缺陷,提供一种储能系统及其应用系统,以解决现有技术中磷酸铁锂电池储能系统需要额外匹配DC/DC变流器或 AC/DC变流器进行充电导致结构复杂的问题,达到结构简单的效果。
本实用新型提供一种储能系统,包括:储能电池本体、双向DC/DC板块和通信转接板;其中,所述储能电池本体,包括:至少一个单电池;所述双向 DC/DC板块,用于从直流母线侧取电,对所述储能电池本体进行充电;或从所述储能电池本体取电,并放电到所述直流母线侧;所述通信转接板,用于接收客户端向所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块中的至少之一发送的充放电指令;和/或,向客户端发送所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块中至少之一的工作状态。
可选地,还包括:储能柜;所述储能柜,用于对所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块和所述通信转接板中的至少之一,进行容置和/或安防保护;其中,所述储能柜的内部结构的布局形式,包括:第一部分和第二部分。
可选地,还包括:散热装置;所述散热装置,设置于所述储能柜的主箱体中的一部分箱体或全部箱体的背面,用于对所述储能电池本体、所述双向 DC/DC板块和所述通信转接板中的至少之一在使用过程中产生的热量进行传导;和/或,所述储能柜,对所述储能电池本体、所述双向DC/DC板块和所述通信转接板中的至少之一进行密封式容置;和/或,所述储能柜的主箱体中的一部分箱体或全部箱体,采用全翅片散热结构;和/或,所述储能柜的内部结构中的第二部分,包括:第一层和第二层。
可选地,其中,所述散热装置,包括:鱼骨翅片;和/或,所述储能柜的主箱体中的一部分箱体,采用活动板结构;其中,所述储能柜的主箱体包括六面板结构;和/或,当所述储能柜的主箱体包括六面板结构时,所述六面板结构中的上面板、下面板、前面板中的至少之一采用所述活动板结构;和/或,所述储能柜的内部结构中的所述第一层和所述第二层,按上下布局的方式设置,或按左右布局的方式设置。
可选地,所述储能电池本体,包括:电池板块和BMS板块;其中,所述电池板块,用作所述充电或所述放电过程中电能的存储载体;所述从BMS板块,与所述主BMS板块连接,用于采集并分析所述电池板块的电池信息,和/ 或对所述电池板块中多个单电池的串、并联形式的充电或放电过程进行管理;和/或,所述双向DC/DC板块,包括:双向DC/DC变流器;和/或,所述通信转接板的通讯方式,包括:CAN通讯方式;和/或,所述通信转接板的通信接口,包括:网线接口、USB接口中的至少之一。
可选地,所述储能电池本体,还包括:显示交互板块;所述显示交互板块,与所述双向DC/DC板块、所述通信转接板、所述主BMS板块、以及所述储能系统的上层能源管理系统中的至少之一连接,用于基于所述主BMS板块对所述电池板块的监测信息、所述双向DC/DC板块的充电信息和/或放电信息、所述储能系统与其上层能源管理系统之间的交互信息中的至少之一进行显示和/ 或交互。
可选地,所述储能电池本体,还包括:设定电压范围的供电电源、保护电阻、继电器、保险管、以及除所述双向DC/DC板块之外的其它分流器中的至少一个电子元器件;至少一个所述电子元器件,与所述显示交互板块、所述双向DC/DC板块、所述通信转接板、以及所述主BMS板块中的至少之一连接;其中,所述供电电源,用于对所述BMS板块、所述显示交互板块、所述双向DCDC板块、所述通信转接板中的至少之一进行供电;和/或,所述保护电阻,用于在所述充电或所述放电过程中的对至少一个所述单电池进行保护;和/或,所述继电器,用于在所述主BMS板块的控制下,实现对所述充电过程或所述放电过程的接通或断开的控制;和/或,所述保险管,用于按设定电压范围和/ 或电流范围,对所述充电过程或所述放电过程进行保护;和/或,所述其它分流器,用于在所述主BMS板块的控制下,对所述储能系统的电流进行采集,并根据采集到的所述电流完成对所述电池板块的管理。
可选地,其中,所述电池板块,包括:一个以上模组;每个模组,包括:电池部分;所述电池部分,包括:至少一个所述单电池;其中,至少一个所述单电池进行成组设置,得到一个以上所述模组;当所述模组的数量为两个以上时,两个以上所述模组之间串并联设置;或者,至少一个所述单电池整体设置为一个所述模组;和/或,所述BMS板块,包括:主BMS板块和从BMS板块,所述主BMS板块和所述从BMS板块,分别与所述双向DC/DC板块和所述通信转接板中的至少之一连接;其中,当该储能系统还包括储能柜、所述储能柜的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述电池板块和所述从BMS板块位于所述第一部分,和/或,所述主BMS板块位于所述第一层,和/或,所述双向DC/DC板块位于所述第二层;和/或,所述显示交互板块,包括:显示屏;其中,当该储能系统还包括储能柜、且所述储能柜的主箱体包括六面板结构时,所述显示屏,镶嵌于所述六面板结构中的前面板;和/或,当该储能系统还包括储能柜、所述储能柜的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述显示屏位于所述第一层;和/或,当该储能系统还包括储能柜、所述储能柜的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述供电电源、所述保护电阻和所述通信转接板位于所述第一层,和/或,所述继电器、所述保险管、所述分流器中的至少之一位于所述第二层。
可选地,每个模组,还包括:外壳、极耳、隔板、盖板中的至少之一;其中,所述外壳,用于容置所述电池部分;所述外壳,包括铝合金外壳、碳钢外壳中的至少之一;和/或,所述极耳,设置于所述外壳上,用于引出正极接线和负极接线,以与其它模组进行串并联;和/或,所述隔板,用于对相邻两个极耳进行隔离;和/或,所述盖板,与外壳配合设置,用于保护所述电池部分;和/ 或,所述电池部分,还包括:绝缘膜、导热膜中的至少之一;所述绝缘膜、所述导热膜中的至少之一,设置于至少一个所述单电池中的相邻单电池之间;和 /或,至少一个所述单电池,包括:锂电池、燃料电池、固态电池中的至少之一;其中,所述锂电池,包括:三元锂电池;和/或,至少一个所述单电池,包括:软包电池、铝壳电池、钢壳电池中的至少之一。
与上述储能系统相匹配,本实用新型另一方面提供一种储能系统的应用系统,包括:以上所述的储能系统。
可选地,所述应用系统,包括:户用储能系统、UPS电源系统、太阳能路灯储能系统、便携式能源包、商用储能系统中的至少之一。
本实用新型的方案,通过采用三元锂电池,并内置DC/DC双向变流器和通信转接板,可以针对不同的应用条件灵活配置双向DC/DC变流器,使得储能系统的结构得以简化;还可以实现无线通讯,使得储能系统的使用便捷性得以提升。
进一步,本实用新型的方案,通过使整个储能系统密封在柜体中,并对柜体进行散热设计,可以对容置于柜体中的储能系统进行全面防护,有利于提升储能系统运行的可靠性和安全性。
由此,本实用新型的方案,通过在储能系统中内置双向DC/DC板块和通信转接板,并采用三元里电池,解决现有技术中磷酸铁锂电池储能系统需要额外匹配DC/DC变流器或AC/DC变流器进行充电导致结构复杂的问题,从而,克服现有技术中结构复杂、使用不方便和成本高的缺陷,实现结构简单、使用方便和成本低的有益效果。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的储能系统的一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型的储能系统的另一实施例的结构示意图;
图3为本实用新型的储能系统中储能电池本体的一实施例的结构示意图;
图4为本实用新型的储能系统中储能柜的一实施例的内部布局结构示意图。
结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
1-储能电池本体;11-电池板块;12-BMS板块;121-主BMS板块;122- 从BMS板块;13-显示交互板块;14-供电电源;15-保护电阻;16-继电器;17- 保险管;18-其它分流器;2-双向DC/DC板块;3-通信转接板;4-储能柜;5- 散热装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例,提供了一种储能系统,如图1所示本实用新型的储能系统的一实施例的结构示意图。该储能系统可以包括:储能电池本体1、双向DC/DC板块2和通信转接板3。
例如:该储能系统可以是三元锂电池储能系统。该三元锂电池储能系统,除具有储能系统正常的功能以外,还内置了DC/DC双向变流器和通信转接板。
在一个可选例子中,所述储能电池本体1,可以包括:至少一个单电池。可选地,至少一个所述单电池,可以包括:锂电池、燃料电池、固态电池中的至少之一。其中,所述锂电池,可以包括:三元里电池。
例如:为了实现储能系统正常的功能,该三元锂电池储能系统,可以包括:电能的输入和输出、电能的转换和储存设备。其中,三元聚合物锂电池中,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。
可选地,所述储能电池本体1,可以包括:电池板块11和BMS板块12。
在一个可选具体例子中,所述电池板块11,用作所述充电或所述放电过程中电能的存储载体。
例如:该电池板块,可以用作电能的存储载体。
例如:该BMS板块,可以用于采集并分析电池信息,对多电池的串、并联形式的充电或放电过程进行管理,从而可以提升电池使用的安全、循环等性能。
在一个可选具体例子中,所述从BMS板块122,与所述主BMS板块121 连接,可以用于采集并分析所述电池板块11的电池信息,和/或对所述电池板块11中多个单电池的串、并联形式的充电或放电过程进行管理。
例如:该储能系统中的BMS板块,可以用于对电池进行监测、故障分析,并对电池进行管理,实现电池及双向DC/DC板块的关键信息通过显示屏显示;同时,实现用户(或上层能源管理系统)可根据电池的当前情况从显示器发出指令,由BMS板块与双向DC/DC板块配合对电池进行充放电。
例如:储能柜在充、放电过程中由BMS板块对电池和储能系统进行实时监测和保护,保证储能系统的安全可靠运行。
由此,通过BMS板块对充放电过程的控制和管理,可以提升充放电的可靠性和安全性。
更可选地,所述电池板块11,可以包括:一个以上模组。每个模组,可以包括:电池部分。所述电池部分,可以包括:至少一个所述单电池。
其中,至少一个所述单电池,可以包括:软包电池、铝壳电池、钢壳电池中的至少之一。
例如:单电池为软包电池或铝壳电池或钢壳电池。
由此,通过多种形式的单电池,可以提升电池板块设置的灵活性和多样性。
在一个更可选具体例子中,至少一个所述单电池进行成组设置,得到一个以上所述模组。当所述模组的数量为两个以上时,两个以上所述模组之间串并联设置。
例如:电池部分,可以由单电池进行成组得到模组,再将模组进行串并联。
在一个更可选具体例子中,至少一个所述单电池整体设置为一个所述模组。
例如:电池成组方案可以由“单电池成组后再将模组进行串并联”改为“单台储能柜中的所有电池PACK(打包)为一个大模组”。
由此,通过设置多个模组,使得储能系统内部电池部分的设置更加灵活、更加可靠。
其中,每个模组,还可以包括:外壳、极耳、隔板、盖板中的至少之一。
例如:模组主要可以由铝合金/碳钢外壳,若干电池,电池之间的绝缘、导热膜材料,以及电池极耳层隔板及上盖板等组成。
具体地,所述外壳,可以用于容置所述电池部分。所述外壳,可以包括铝合金外壳、碳钢外壳中的至少之一。
具体地,所述极耳,设置于所述外壳上,可以用于引出正极接线和负极接线,以与其它模组进行串并联。
例如:每个模组接出正、负极引线,用于与其他模组之间进行串并联。
具体地,所述隔板,可以用于对相邻两个极耳进行隔离。
具体地,所述盖板,与外壳配合设置,可以用于保护所述电池部分。
由此,通过外壳、极耳、隔板、盖板的配合设置,可以保证电池部分工作的可靠性和安全性。
进一步地,所述电池部分,还可以包括:绝缘膜、导热膜中的至少之一。所述绝缘膜、所述导热膜中的至少之一,设置于至少一个所述单电池中的相邻单电池之间。
由此,通过绝缘膜、导热膜的设置,可以提升电池使用的安全性,还有利于提升电池的工作性能,用户体验佳。
更可选地,所述BMS板块12,可以包括:主BMS板块121和从BMS板块122,所述主BMS板块121和所述从BMS板块122,分别与所述双向DC/DC 板块2和所述通信转接板3中的至少之一连接。
其中,当该储能系统还可以包括储能柜4、所述储能柜4的内部结构的布局形式可以包括第一部分和第二部分、且所述第二部分可以包括第一层和第二层时,所述电池板块11和所述从BMS板块122位于所述第一部分,和/或,所述主BMS板块121位于所述第一层,和/或,所述双向DC/DC板块2位于所述第二层。
由此,通过主从方式设置的BMS板块,布局更加合理,控制也更加方便。
可选地,所述储能电池本体1,还可以包括:显示交互板块13。
在一个可选具体例子中,所述显示交互板块13,与所述双向DC/DC板块 2、所述通信转接板3、所述主BMS板块121、以及所述储能系统的上层能源管理系统中的至少之一连接,可以用于基于所述主BMS板块121对所述电池板块11的监测信息、所述双向DC/DC板块2的充电信息和/或放电信息、所述储能系统与其上层能源管理系统之间的交互信息中的至少之一进行显示和/ 或交互。
例如:该显示交互板块,可以用于显示BMS板块对电池的实时监测信息、双向DC/DC板块的充电信息和/或放电信息、储能系统及上层能源管理系统之间的交互信息。
由此,通过显示交互板块的设置,便于人机交互,用户体验佳。
更可选地,所述显示交互板块13,可以包括:显示屏。
在一个更可选具体例子中,当该储能系统还可以包括储能柜4、且所述储能柜4的主箱体可以包括六面板结构时,所述显示屏,镶嵌于所述六面板结构中的前面板。
例如:显示屏镶嵌在前面板上。
在一个更可选具体例子中,当该储能系统还可以包括储能柜4、所述储能柜4的内部结构的布局形式可以包括第一部分和第二部分、且所述第二部分可以包括第一层和第二层时,所述显示屏位于所述第一层。
由此,通过显示屏,显示更加直观,使用便捷性更好。
可选地,所述储能电池本体1,还可以包括:设定电压范围的供电电源14、保护电阻15、继电器16、保险管17、以及除所述双向DC/DC板块2之外的其它分流器18中的至少一个电子元器件。
例如:其它板块,可以包括:低压电源、继电器、保险管、分流器、电阻、转接板(例如:通信转接板)等。
在一个可选具体例子中,至少一个所述电子元器件,与所述显示交互板块 13、所述双向DC/DC板块2、所述通信转接板3、以及所述主BMS板块121 中的至少之一连接。
在一个可选具体例子中,所述供电电源14,可以用于对所述BMS板块12、所述显示交互板块13、所述双向DCDC板块、所述通信转接板3中的至少之一进行供电。
在一个可选具体例子中,所述保护电阻15,可以用于在所述充电或所述放电过程中的对至少一个所述单电池进行保护。
在一个可选具体例子中,所述继电器16,可以用于在所述主BMS板块121 的控制下,实现对所述充电过程或所述放电过程的接通或断开的控制。
在一个可选具体例子中,所述保险管17,可以用于按设定电压范围和/或电流范围,对所述充电过程或所述放电过程进行保护。
在一个可选具体例子中,所述其它分流器18,可以用于在所述主BMS板块121的控制下,对所述储能系统的电流进行采集,并根据采集到的所述电流完成对所述电池板块11的管理。
例如:低压电源可以为系统(即储能系统)中的BMS板块、显示交互板块、双向DCDC板块及通信转接板等提供低压电,同时控制电子元器件(例如:继电器、保险管、分流器、电阻等)的功能使用。
例如:上述继电器、保险管、分流器、电阻等电子元器件中,部分元器件可以用于采集信息进行分析计算,做出控制命令的判断。
由此,通过低压电源、继电器、保险管、分流器、采用电阻等的适配设置,可以提升储能系统工作的可靠性和便捷性,适用于更多场合,用户使用的便捷性好。
其中,当该储能系统还可以包括储能柜4、所述储能柜4的内部结构的布局形式可以包括第一部分和第二部分、且所述第二部分可以包括第一层和第二层时,所述供电电源14、所述保护电阻15和所述通信转接板3位于所述第一层,和/或,所述继电器16、所述保险管17、所述分流器中的至少之一位于所述第二层。
例如:该储能柜的结构布局分为两部分,其中,第一部分可以包括:电池和从BMS板块,该从BMS板块,可以用于电池信息的采集及上传。第二部分为两层结构设计,下层可以为:双向DC/DC板块、继电器、保险管、分流器等;上层可以为:主BMS板块121、弱电电源(例如:该弱电电源,可以是低压电源)、显示屏、电阻、转接板等。
例如:下层设计主要考虑双向DC/DC板块工作时发热严重,可以及时通过箱体进行散热。
由此,通过对各元器件分层设置,布局更加方便,散热效果也更好。
在一个可选例子中,所述双向DC/DC板块2,可以用于从直流母线侧取电,对所述储能电池本体1进行充电;或从所述储能电池本体1取电,并放电到所述直流母线侧,以供用电设备从所述直流母线侧取电。
例如:通过双向DC/DC变流器等双向DC/DC板块,可以针对不同的应用条件灵活配置双向DC/DC变流器。
例如:双向DC/DC板块,可以通过储能系统的内部设计,保证电池在适合的电压、电流范围内对电池进行充电和放电。
例如:储能柜充电时,从母线侧取电,经过双向DC/DC板块后对电池进行充电;储能柜放电时,从电池取电,经过双向DC/DC板块后到母线侧;用电设备从母线侧取电。
可选地,所述双向DC/DC板块2,可以包括:双向DC/DC变流器。
例如:该DC/DC双向变流器,可以作为能源管理系统的储能模块使用,通过直流母线充电或放电;也可用于家庭、社区等的储能单元。
由此,通过双向DC/DC变流器,可以适用于多种应用场合,且灵活性好、可靠性高。
在一个可选例子中,所述通信转接板3,可以用于接收客户端向所述储能电池本体1、所述双向DC/DC板块2中的至少之一发送的充放电指令;和/或,向客户端发送所述储能电池本体1、所述双向DC/DC板块2中至少之一的工作状态。
例如:通过通信转接板,可以实现无线通讯。
例如:储能柜可通过通信转接板,可与手机APP等无线设备连接、实现无线通讯。
由此,通过通信转接板,可以实现无线控制,控制更加方便,使用便捷性更好。
可选地,所述通信转接板3的通讯方式,可以包括:CAN通讯方式。
例如:该通信转接板,可以采用CAN通讯技术,实现远程无线控制。
由此,通过采用CAN通讯方式,通讯可靠性高、安全性强。
可选地,所述通信转接板3的通信接口,可以包括:网线接口、USB接口中的至少之一。
例如:通信转接板具有网线接口、USB接口等可联网,实现网络远程监测和控制。
由此,通过多种形式的通信接口,通信方式灵活、通信可靠性高。
在一个可选实施方式中,还可以包括:储能柜4。
在一个可选例子中,所述储能柜4,可以用于对所述储能电池本体1、所述双向DC/DC板块2和所述通信转接板3中的至少之一,进行容置和/或安防保护。
例如:整个系统(即储能系统)密封在柜体(例如:储能柜)中,散热主要依靠柜体背底面的鱼骨翅片设计进行散热,可以对容置于柜体中的储能系统进行全面防护(例如:防尘、防水、防老化等),有利于提升储能系统运行的可靠性和安全性。
例如:对于储能柜,可以使用上述储能柜,也可以选用适配用户需求的储能柜。例如:部分企业使用电池及模组采购后装配储能柜,部分企业自己设计制造整个储能柜。
可选地,所述储能柜4,对所述储能电池本体1、所述双向DC/DC板块2 和所述通信转接板3中的至少之一进行密封式容置。
例如:储能柜(或储能柜产品)的柜体,可以用于将储能系统的各板块装配起来,是系统(即储能系统)中各器件的载体。
由此,通过储能柜,可以保护储能电池本体、双向DC/DC板块和通信转接板,有利于提升储能系统使用的安全性,还有利于延长其使用寿命。
可选地,所述储能柜4的内部结构的布局形式,可以包括:第一部分和第二部分。
例如:该结构板块,可以包括:储能柜箱体及各板块在储能柜箱体内的布局形式。
由此,通过将储能柜的内部空间分成几个部分,便于容置和保护各器件,且拆卸和安装均很方便。
更可选地,所述储能柜4的内部结构中的第二部分,可以包括:第一层和第二层。
由此,通过将储能柜的内部空间分层设置,便于装配各元器件,且散热效果好。
其中,所述储能柜4的内部结构中的所述第一层和所述第二层,按上下布局的方式设置,或按左右布局的方式设置。
由此,通过多种形式的分层方式,使得储能柜的内部空间布局更加灵活、使用也更加方便。
可选地,所述储能柜4的主箱体中的一部分箱体或全部箱体,采用全翅片散热结构。
例如:储能柜的主箱体,可以采用全翅片的散热结构,方便元器件使用过程中的发热传导。
由此,通过采用全翅片散热结构,散热效果更好,储能系统的充放电安全性更佳。
在一个可选例子中,所述储能柜4的主箱体中的一部分箱体,采用活动板结构,可以用于所述储能电池本体1、所述双向DC/DC板块2和所述通信转接板3中至少之一的拆卸或安装。
可选地,所述储能柜4的主箱体可以包括六面板结构。
可选地,当所述储能柜4的主箱体可以包括六面板结构时,所述六面板结构中的上面板、下面板、前面板中的至少之一采用所述活动板结构。
例如:该储能柜的主箱体,可以包括:底面和两个侧面;上、下面及前面板为活动式设计,可以在主箱体上进行安装和卸下;主箱体的六个面均为全翅片散热结构设计。
由此,通过使储能柜的主箱体的一部分设置为活动式结构,拆卸和安装更加方便,有利于降低储能系统的维护难度。
在一个可选实施方式中,还可以包括:散热装置5。
在一个可选例子中,所述散热装置5,设置于所述储能柜4的主箱体中的一部分箱体或全部箱体的背面,可以用于对所述储能电池本体1、所述双向 DC/DC板块2和所述通信转接板3中的至少之一在使用过程中产生的热量进行传导。
由此,通过散热装置进行散热,可以提升储能系统充放电运行的可靠性和安全性,还有利于延长其使用寿命。
例如:设置有所述散热装置(5)的所述储能柜的主箱体中的一部分箱体,包括:所述储能柜(4)的主箱体的背面。
由此,通过将散热装置设置在储能柜的主箱体的背面,结构美观,还可以保证散热效果。
可选地,所述散热装置5,可以包括:鱼骨翅片。
例如:设置在柜体背部底面的散热翅片,可以是鱼骨状翅片(例如:鱼骨翅片),也可以是其它形状的翅片。
由此,通过鱼骨翅片进行散热,散热均匀性好,可靠性高。
经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过采用三元锂电池,并内置DC/DC双向变流器和通信转接板,可以针对不同的应用条件灵活配置双向DC/DC变流器,使得储能系统的结构得以简化。还可以实现无线通讯,使得储能系统的使用便捷性得以提升。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于储能系统的一种储能系统的应用系统。该储能系统的应用系统可以包括:以上所述的储能系统。
可选地,所述应用系统,可以包括:户用储能系统、UPS电源系统、太阳能路灯储能系统、便携式能源包、商用储能系统中的至少之一。
在一个可选实施方式中,本实施方式提供了一种储能系统,该储能系统可以是三元锂电池储能系统。该三元锂电池储能系统,除具有储能系统正常的功能以外,还内置了DC/DC双向变流器和通信转接板。
其中,三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。
例如:为了实现储能系统正常的功能,该三元锂电池储能系统,可以包括:能量和物质的输入和输出、能量的转换和储存设备。
这样,通过双向DC/DC变流器等双向DC/DC板块,可以针对不同的应用条件灵活配置双向DC/DC变流器;通过通信转接板,可以实现无线通讯。
可选地,该DC/DC双向变流器,可以作为能源管理系统的储能模块使用,通过直流母线充电或放电;也可用于家庭、社区等的储能单元。
可选地,该通信转接板,可以采用CAN通讯技术,实现远程无线控制。
在一个可选例子中,本实施方式的储能系统的散热设计与现有技术区别较大。例如:本实施例中,整个系统(即储能系统)密封在柜体(例如:储能柜) 中,散热主要依靠柜体背底面的鱼骨翅片设计进行散热。相比于现有技术非封闭设计的柜体,可以对容置于柜体中的储能系统进行全面防护(例如:防尘、防水、防老化等),有利于提升储能系统运行的可靠性和安全性。
可选地,设置在柜体背部底面的散热翅片,可以是鱼骨状翅片(例如:鱼骨翅片),也可以是其它形状的翅片。
在一个优选实施方式中,本实施方式的储能系统,可以包括:电池板块、 BMS板块、双向DC/DC板块、显示交互板块、结构板块、以及其它板块等。
可选地,该电池板块,可以用作电能的存储载体。
可选地,该BMS板块,可以用于采集并分析电池信息,对多电池的串、并联形式的充电或放电过程进行管理,从而可以提升电池使用的安全、循环等性能。
可选地,双向DC/DC板块,可以通过储能系统的内部设计,保证电池在适合的电压、电流范围内对电池进行充电和放电。
可选地,该显示交互板块,可以用于显示BMS板块对电池的实时监测信息、双向DC/DC板块的充电信息和/或放电信息、储能系统及上层能源管理系统之间的交互信息。
例如:该储能系统中的BMS板块,可以用于对电池进行监测、故障分析,并对电池进行管理,实现电池及双向DC/DC板块的关键信息通过显示屏显示;同时,实现用户(或上层能源管理系统)可根据电池的当前情况从显示器发出指令,由BMS板块与双向DC/DC板块配合对电池进行充放电。
可选地,该结构板块,可以包括:储能柜箱体及各板块在储能柜箱体内的布局形式。
例如:储能柜(或储能柜产品)的柜体,可以用于将储能系统的各板块装配起来,是系统(即储能系统)中各器件的载体。
更可选地,该储能柜的主箱体,可以包括:底面和两个侧面;上、下面及前面板为活动式设计,可以在主箱体上进行安装和卸下;主箱体的六个面均为全翅片散热结构设计。
更可选地,该储能柜的结构布局分为两部分,其中,第一部分可以包括:电池和从BMS板块,该从BMS板块,可以用于电池信息的采集及上传。第二部分为两层结构设计,下层可以为:双向DC/DC板块、继电器、保险管、分流器等;上层可以为:主BMS板块(121)、弱电电源(例如:该弱电电源,可以是低压电源)、显示屏、电阻、转接板等。
其中,电池部分,可以由单电池进行成组得到模组,再将模组进行串并联。
进一步地,模组主要可以由铝合金/碳钢外壳,若干电池,电池之间的绝缘、导热膜材料,以及电池极耳层隔板及上盖板等组成。
进一步地,每个模组接出正、负极引线,用于与其他模组之间进行串并联。
进一步地,单电池为软包电池或铝壳电池或钢壳电池。
更可选地,储能柜的主箱体,可以采用全翅片的散热结构,方便元器件使用过程中的发热传导。
在一个更可选具体例子中,下层设计主要考虑双向DC/DC板块工作时发热严重,可以及时通过箱体进行散热。
在一个更可选具体例子中,显示屏镶嵌在前面板上。
更可选地,储能柜充电时,从母线侧取电,经过双向DC/DC板块后对电池进行充电;储能柜放电时,从电池取电,经过双向DC/DC板块后到母线侧;用电设备从母线侧取电。
其中,储能柜在充、放电过程中由BMS板块对电池和储能系统进行实时监测和保护,保证储能系统的安全可靠运行。
更可选地,储能柜可通过通信转接板,可与手机APP等无线设备连接、实现无线通讯。
其中,通信转接板具有网线接口、USB接口等可联网,实现网络远程监测和控制。
可选地,其它板块,可以包括:低压电源、继电器、保险管、分流器、电阻、转接板(例如:通信转接板)等。
例如:低压电源可以为系统(即储能系统)中的BMS板块、显示交互板块、双向DCDC板块及通信转接板等提供低压电,同时控制电子元器件(例如:继电器、保险管、分流器、电阻等)的功能使用。
例如:上述继电器、保险管、分流器、电阻等电子元器件中,部分元器件可以用于采集信息进行分析计算,做出控制命令的判断。
在一个可选实施方式中,上述各实施方式的储能系统的应用分类,可以包括:户用储能(例如:特斯拉、LG、三星、BYD、ATL、科陆电子等)、UPS 电源(例如:华为)、太阳能路灯储能、便携式能源包、商用储能等。
可选地,电池成组方案可以由“单电池成组后再将模组进行串并联”改为“单台储能柜中的所有电池PACK(打包)为一个大模组”。
其中,电池PACK系统利用机械结构将众多单个电芯通过串并联的连接起来,并考虑系统机械强度、热管理、BMS板块匹配等问题。
可选地,对于储能柜,可以使用上述储能柜,也可以选用适配用户需求的储能柜。例如:部分企业使用电池及模组采购后装配储能柜,部分企业自己设计制造整个储能柜。
由于本实施例的应用系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图4 所示的储能系统的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过使整个储能系统密封在柜体中,并对柜体进行散热设计,可以对容置于柜体中的储能系统进行全面防护,有利于提升储能系统运行的可靠性和安全性。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种储能系统,其特征在于,包括:储能电池本体(1)、双向DC/DC板块(2)和通信转接板(3);其中,
所述储能电池本体(1),包括:至少一个单电池;
所述双向DC/DC板块(2),用于从直流母线侧取电,对所述储能电池本体(1)进行充电;或从所述储能电池本体(1)取电,并放电到所述直流母线侧;
所述通信转接板(3),用于接收客户端向所述储能电池本体(1)、所述双向DC/DC板块(2)中的至少之一发送的充放电指令;和/或,向客户端发送所述储能电池本体(1)、所述双向DC/DC板块(2)中至少之一的工作状态。
2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,还包括:储能柜(4);
所述储能柜(4),用于对所述储能电池本体(1)、所述双向DC/DC板块(2)和所述通信转接板(3)中的至少之一,进行容置和/或安防保护;
其中,
所述储能柜(4)的内部结构的布局形式,包括:第一部分和第二部分。
3.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,还包括:散热装置(5);
所述散热装置(5),设置于所述储能柜(4)的主箱体中的一部分箱体或全部箱体的背面,用于对所述储能电池本体(1)、所述双向DC/DC板块(2)和所述通信转接板(3)中的至少之一在使用过程中产生的热量进行传导;
和/或,
所述储能柜(4),对所述储能电池本体(1)、所述双向DC/DC板块(2)和所述通信转接板(3)中的至少之一进行密封式容置;
和/或,
所述储能柜(4)的主箱体中的一部分箱体或全部箱体,采用全翅片散热结构;
和/或,
所述储能柜(4)的内部结构中的第二部分,包括:第一层和第二层。
4.根据权利要求3所述的储能系统,其特征在于,其中,
所述散热装置(5),包括:鱼骨翅片;
和/或,
所述储能柜(4)的主箱体中的一部分箱体,采用活动板结构;
其中,
所述储能柜(4)的主箱体包括六面板结构;和/或,当所述储能柜(4)的主箱体包括六面板结构时,所述六面板结构中的上面板、下面板、前面板中的至少之一采用所述活动板结构;
和/或,
所述储能柜(4)的内部结构中的所述第一层和所述第二层,按上下布局的方式设置,或按左右布局的方式设置。
5.根据权利要求1-4之一所述的储能系统,其特征在于,所述储能电池本体(1),包括:电池板块(11)和BMS板块(12);所述BMS板块(12),包括:主BMS板块(121)和从BMS板块(122);其中,
所述电池板块(11),用作所述充电或所述放电过程中电能的存储载体;
所述从BMS板块(122),与所述主BMS板块(121)连接,用于采集并分析所述电池板块(11)的电池信息,和/或对所述电池板块(11)中多个单电池的串、并联形式的充电或放电过程进行管理;
和/或,
所述双向DC/DC板块(2),包括:双向DC/DC变流器;
和/或,
所述通信转接板(3)的通讯方式,包括:CAN通讯方式;和/或,所述通信转接板(3)的通信接口,包括:网线接口、USB接口中的至少之一。
6.根据权利要求5所述的储能系统,其特征在于,所述储能电池本体(1),还包括:显示交互板块(13);
所述显示交互板块(13),与所述双向DC/DC板块(2)、所述通信转接板(3)、所述主BMS板块(121)、以及所述储能系统的上层能源管理系统中的至少之一连接,用于基于所述主BMS板块(121)对所述电池板块(11)的监测信息、所述双向DC/DC板块(2)的充电信息和/或放电信息、所述储能系统与其上层能源管理系统之间的交互信息中的至少之一进行显示和/或交互。
7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述储能电池本体(1),还包括:设定电压范围的供电电源(14)、保护电阻(15)、继电器(16)、保险管(17)、以及除所述双向DC/DC板块(2)之外的其它分流器(18)中的至少一个电子元器件;
至少一个所述电子元器件,与所述显示交互板块(13)、所述双向DC/DC板块(2)、所述通信转接板(3)、以及所述主BMS板块(121)中的至少之一连接;
其中,
所述供电电源(14),用于对所述BMS板块(12)、所述显示交互板块(13)、所述双向DCDC板块、所述通信转接板(3)中的至少之一进行供电;和/或,
所述保护电阻(15),用于在所述充电或所述放电过程中的对至少一个所述单电池进行保护;和/或,
所述继电器(16),用于在所述主BMS板块(121)的控制下,实现对所述充电过程或所述放电过程的接通或断开的控制;和/或,
所述保险管(17),用于按设定电压范围和/或电流范围,对所述充电过程或所述放电过程进行保护;和/或,
所述其它分流器(18),用于在所述主BMS板块(121)的控制下,对所述储能系统的电流进行采集,并根据采集到的所述电流完成对所述电池板块(11)的管理。
8.根据权利要求7所述的储能系统,其特征在于,其中,
所述电池板块(11),包括:一个以上模组;
每个模组,包括:电池部分;所述电池部分,包括:至少一个所述单电池;其中,
至少一个所述单电池进行成组设置,得到一个以上所述模组;当所述模组的数量为两个以上时,两个以上所述模组之间串并联设置;或者,
至少一个所述单电池整体设置为一个所述模组;
和/或,
所述主BMS板块(121)和所述从BMS板块(122),分别与所述双向DC/DC板块(2)和所述通信转接板(3)中的至少之一连接;
其中,当该储能系统还包括储能柜(4)、所述储能柜(4)的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述电池板块(11)和所述从BMS板块(122)位于所述第一部分,和/或,所述主BMS板块(121)位于所述第一层,和/或,所述双向DC/DC板块(2)位于所述第二层;
和/或,
所述显示交互板块(13),包括:显示屏;
其中,当该储能系统还包括储能柜(4)、且所述储能柜(4)的主箱体包括六面板结构时,所述显示屏,镶嵌于所述六面板结构中的前面板;和/或,
当该储能系统还包括储能柜(4)、所述储能柜(4)的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述显示屏位于所述第一层;
和/或,
当该储能系统还包括储能柜(4)、所述储能柜(4)的内部结构的布局形式包括第一部分和第二部分、且所述第二部分包括第一层和第二层时,所述供电电源(14)、所述保护电阻(15)和所述通信转接板(3)位于所述第一层,和/或,所述继电器(16)、所述保险管(17)、所述分流器中的至少之一位于所述第二层。
9.根据权利要求8所述的储能系统,其特征在于,每个模组,还包括:外壳、极耳、隔板、盖板中的至少之一;其中,
所述外壳,用于容置所述电池部分;所述外壳,包括铝合金外壳、碳钢外壳中的至少之一;和/或,
所述极耳,设置于所述外壳上,用于引出正极接线和负极接线,以与其它模组进行串并联;和/或,
所述隔板,用于对相邻两个极耳进行隔离;和/或,
所述盖板,与外壳配合设置,用于保护所述电池部分;
和/或,
所述电池部分,还包括:绝缘膜、导热膜中的至少之一;所述绝缘膜、所述导热膜中的至少之一,设置于至少一个所述单电池中的相邻单电池之间;
和/或,
至少一个所述单电池,包括:锂电池、燃料电池、固态电池中的至少之一;其中,所述锂电池,包括:三元锂电池;
和/或,
至少一个所述单电池,包括:软包电池、铝壳电池、钢壳电池中的至少之一。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的储能系统的应用系统,其特征在于,包括:如权利要求1-9中任一项所述的储能系统。
11.根据权利要求10所述的应用系统,其特征在于,所述应用系统,包括:户用储能系统、UPS电源系统、太阳能路灯储能系统、便携式能源包、商用储能系统中的至少之一。
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