CN207925542U - 移动式储能装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种移动式储能装置及系统，涉及储能技术领域，装置包括：小型车载具及多个并联拼接的储能模块；每个储能模块包括：并离网逆变装置及多个并联拼接的电池模组；每个电池模组包括：多个可并联拼接的电池包；并离网逆变装置根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制多个电池模组的工作模式。本实用新型凭借小型车载具的灵活移动性，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路的储能装置的运输，可以根据当前电压、电量的需求，通过小型车载具对储能模块、储能模组或电池包进行单独运输，并进行拼接，或者对拼接好的储能模组、储能模块进行运输，从而保证运输过程中各储能组件的安全以及实现防震效果。

Description

移动式储能装置及系统

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，尤其是涉及一种移动式储能装置及系统。

背景技术

储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。其中，化学储能广泛应用于电力系统等多种领域。

现阶段储能装置的单位成本偏高，一般应用于需要较大功率、较大容量的场合，这样才有经济效益。因此移动储能装置一般使用集装箱，只适用于道路较宽、弯道较少的场景，而对于窄小、弯道多的乡村公路场景，现有的储能装置不能满足运输条件较差的情况，在运输过程中，容易发生震动及安全隐患，针对上述问题，目前尚没有提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种移动式储能装置及系统，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路，可以根据当前电压、电量的需求，通过小型车载具对储能模块、储能模组或电池包进行单独运输，并进行拼接，或者对拼接好的储能模组、储能模块进行运输，从而保证运输过程中各储能组件的安全以及实现防震效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种移动式储能装置，包括：小型车载具及多个储能模块；

多个储能模块并联拼接，且设置于小型车载具上；

每个储能模块包括：并离网逆变装置及多个电池模组；

多个电池模组并联拼接，并与并离网逆变装置连接；

每个电池模组包括：多个可并联拼接的电池包；

电池包包括：多个串联的电池组；

每个电池组包括多个并联的储能电芯；

并离网逆变装置根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制工作模式，以控制多个电池模组进行充电或者放电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，储能装置还包括：通信接口；

并离网逆变装置通过通信接口获取电池模组的电池状态信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：报警装置；

报警装置与并离网逆变装置连接；

并离网逆变装置根据电池状态信息，判断电池状态信息异常时，控制报警装置进行报警。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，并离网逆变装置包括：储能变流器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，储能变流器包括：DC/AC双向变流器、控制器；

控制器与DC/AC双向变流器连接；

DC/AC双向变流器分别与电池模组及外接电源连接；

DC/AC双向变流器根据控制器所发送的控制指令，对电池模组进行充电或者放电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，储能电芯包括：干电池、锂电池、铅蓄电池中至少一种。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，通信接口包括：CAN总线接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：无线通讯模块；

无线通讯模块与并离网逆变装置连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种移动式储能系统，包括监控中心以及一个或者多个如第一方面所述的移动式储能装置；

移动式储能装置与监控中心通信连接；

监控中心接收移动式储能装置所发送的电池状态信息。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括显示终端；

显示终端与监控中心连接，用于对监控中心所发送的电池状态信息进行显示。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的移动式储能装置，包括小型车载具及多个储能模块；多个储能模块并联拼接，且设置于小型车载具上；每个储能模块包括：并离网逆变装置及多个电池模组；多个电池模组并联拼接，并与并离网逆变装置连接；每个电池模组包括：多个可并联拼接的电池包；电池包包括：多个串联的电池组；每个电池组包括多个并联的储能电芯；并离网逆变装置根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制工作模式，以控制多个电池模组进行充电或者放电。该移动式储能装置凭借小型车载具的灵活移动性，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路的储能装置的运输，可以根据当前电压、电量的需求，通过小型车载具对储能模块、储能模组或电池包进行单独运输，并进行拼接，或者对拼接好的储能模组、储能模块进行运输，从而保证运输过程中各储能组件的安全以及实现防震效果。

本实用新型的其他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。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的一种移动式储能装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种移动式储能装置中电池包的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种移动式储能装置中电池模组的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的另一种储能装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的一种移动式储能系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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。

目前，现有的储能装置常常利用集装箱进行输运，不能满足运输条件较差的情况，比如，在窄小、弯道多的乡村公路上运输过程中，容易发生震动及安全隐患。

基于此，本实用新型实施例提供了一种移动式储能装置及系统，凭借小型车载具的灵活移动性，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路的储能装置的运输，可以根据当前电压、电量的需求，通过小型车载具对储能模块、储能模组或电池包进行单独运输，并进行拼接，或者对拼接好的储能模组、储能模块进行运输，从而保证运输过程中各储能组件的安全以及实现防震效果。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种移动式储能装置进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种移动式储能装置，参见图1所示，该装置包括：小型车载具11及多个储能模块12；多个储能模块12并联拼接，且设置于小型车载具11上；每个储能模块12包括：并离网逆变装置121及多个电池模组122；多个电池模组122并联拼接，并与并离网逆变装置121连接；每个电池模组122包括：多个可并联拼接的电池包1221；电池包1221包括：多个串联的电池组；每个电池组包括多个并联的储能电芯；并离网逆变装置121根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制工作模式，以控制多个电池模组122进行充电或者放电。

参见图2、图3所示，本实施例中的电池模组122具体包括：多个可并联拼接的电池包1221；每个电池包1221包括：多个串联的电池组；每个电池组包括多个并联的储能电芯。

具体的，多个储能电芯的正极分别相连，多个负极分别相连，也就是多个储能电芯并联，形成一个电池组，多个如上所述的电池组再相互串连，形成一个电池包1221，多个串联的电池组中，最左端的电池组的正极作为一个端口，最右边的电池组的负极作为另一个端口，然后多个如上所述的电池包1221再进行并联，形成一个可并联拼接的电池模组122。即多个电池包1221的正极端口相互连接，作为该电池模组122的一个端口，多个电池包1221的负极端口相互连接，作为该电池模组122的另一个端口，也就是该储能装置的输出端。

上述可并联拼接的电池模组122中，可以通过对储能电芯的数量的调整，灵活地改变电池模组122的储电电量，或者频率，满足不同的电能需求。

作为一种优选实施方式，通过并离网逆变装置121实现对电池模组122的充放电控制。具体的，并离网逆变装置121与外接电源连接，根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制工作模式，从而进一步控制电池模组122进行充电或者放电。

每个如上所述的可并联拼接的电池模组122的正极端口再与并离网逆变装置121连接，可实现电池模组122的充放电过程。需要说明的是，上述电池模组122的总的电压值需满足并离网逆变装置121的额定电压。

在实际应用过程中，上述移动式储能装置中所包含的储能模块12、电池模组122、电池包1221等均可拆卸，可拼接、可移动，在道路狭窄、弯道较多的乡村公路上，可以通过小型车载具11将需要的储能模块12、电池模组122或者电池包1221进行单独输运，输运到目的地后再进行拼接，或者也可以将预先拼接好的电池包1221、电池模组122或者储能模块12直接运输到目的地，直接使用或者进行拼接后再使用，大大提高了乡村供电的便利性，同时也可以保证各个模块在运输过程中的防震效果，提高储能装置运送的安全性。

上述小型车载具11包括但不限于：电动车、电动三轮车、小型汽车等，只需要一个人就可以完成各个模块或装置的运送或者拼接，满足乡村等特殊场景的供电需求，提高供电效率。

上述储能电芯包括：干电池、锂电池、铅蓄电池中至少一种。其中，锂电池是以锂为负极的电池，为60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分为：①高温熔融盐锂电池；②有机电解质锂电池；③无机非水电解质锂电池；④固体电解质锂电池；⑤锂水电池。锂电池的优点是单体电池电压高，比能量大，储存寿命长(可达10年)，高低温性能好，可在-40～150℃使用。随着动力电池的发展和新的正极材料的出现，特别是磷酸亚铁锂材料的发展，促使磷酸铁锂电池被广泛地应用于变电站的储能装置中。

需要说明的是，本实用新型实施例中的储能电芯不仅限于上述提到的电池电芯，还可以包括其它的电池，比如：铅炭电池等。在同一个储能装置或者系统中，通常保持所选择的储能电芯的种类一致，可以保证储能装置或系统的稳定性。

该移动式储能装置凭借小型车载具11的灵活移动性，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路，可以根据当前电压、电量的需求，调整电池模组122中储能电芯的数量，以解决农村台变存在的特殊时段负荷猛增的问题，此外，电池模组122可以拼接，维护简单方便，成本较低。

此外，本实用新型实施例所提供的储能装置中还包括：通信接口123、报警装置124。

具体的，参见图4所示，并离网逆变装置121通过通信接口123获取电池模组122的电池状态信息。报警装置124与并离网逆变装置121连接；充放电装置根据电池状态信息，判断电池状态信息异常时，控制报警装置124进行报警。

上述报警装置124包括灯光报警器、声音报警器、语音播报器中至少一种。

作为一种优选实施方式，本实用新型实施例中的并离网逆变装置121选用储能变流器。储能变流器包括：DC/AC双向变流器、控制器；控制器与DC/AC双向变流器连接；DC/AC双向变流器分别与电池模组122及外接电源连接；DC/AC双向变流器根据控制器所发送的控制指令，对电池模组122进行充电或者放电。

储能变流器(Power Control System，PCS)可控制电池模组122的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负载供电。PCS中的控制器通过通讯接收后台服务器的控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。

优选的，本实施例中，通信接口123为CAN总线接口。

PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池模组122的电池状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

CAN总线接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。

具体工作的时候，并离网逆变装置121可以实现并离网切换控制，当电网出现故障时，储能装置能够快速识别并迅速切换到离网运行模式，切换的时间应足够短，最大限度地减少电网故障对供电系统内负荷和电源的影响。此外，该储能装置中还可以采用频率检测和幅值检测装置，综合判断和快速检测电网故障，实现这种切换过程的平滑、无冲击。

当PCS处于并网状态时，通过检测并网点电压，当电压连续N个采样点发生电压跌落或者上升超过阈值时，即认为主网与微网断开或者主网故障，PCS自动切换到离网控制模式，同时，发出开出分闸接点跳开主网开关实现被动离网。

上述PCS与电池模组122连接所构成的电池模块，不仅能够实现并离网切换控制，而且可以为电池模组122进行充电或者放电过程。此外，电池模组122因其可拼接性，能够满足不同的储能电量和频率的工作需求。

此外，上述移动式储能装置还包括：无线通讯模块；无线通讯模块与并离网逆变装置121连接。根据不同的应用需求，可以选择不同的无线通讯模块，支持GPRS/3G/4G/WIFI/NB-LoT等多种不同方式的无线通讯模块接入。

作为一种优选实施方式，本实施例中的移动式储能装置还包括：MEMS加速度传感器，该MEMS加速度传感器与并离网逆变装置连接，用于采集储能模块的三维加速度信号，并发送至并离网逆变装置，并离网逆变装置根据三维加速度信号，得到储能模块的振动值，判断该振动值超过预设阈值时，控制报警装置进行报警，以及时提醒用户，进一步提高储能模块输运过程中的防震效果，保证其运输安全性。

上述MEMS加速度传感器采用ADI公司的ADXL345振动芯片，ADXL345是采用MEMS技术设计，并具有SPI和I₂C数字输出功能的三轴加速度计，具有小巧轻薄、超低功耗、可变量程、高分辨率等特点，能够准确、实时地采集储能模块的加速度信号。

本实施例所提供的移动式储能装置，凭借小型车载具11的灵活移动性，可适用于道路较窄、弯道多的乡村公路的储能装置的运输，可以根据当前电压、电量的需求，通过小型车载具11对储能系统、储能单元或者储能模组进行单独运输，并进行拼接，或者对拼接好的储能模组、储能单元或者储能系统进行运输，从而保证运输过程中各储能组件的安全以及实现防震效果。

实施例二：

本实用新型实施例还提供一种移动式储能系统，参见图5所示，该系统包括监控中心22以及一个或者多个如实施例一所述的移动式储能装置21。

其中，移动式储能装置21与监控中心22通信连接；监控中心22接收移动式储能装置21所发送的电池状态信息。

作为一种优选实施方式，上述系统还包括显示终端23。

具体的，显示终端23与监控中心22连接，用于对监控中心22所发送的电池状态信息进行显示。

上述监控中心22采用云服务器，基于B/S构架，主要由Java语言开发，用户只需有网络链路即可远程登录监控中心22，进行权限内管理操作；监控中心22具有阈值设置，在超过阈值时可通过平台网站，短信、智慧电话向预设用户进行报警。

显示终端23，可以通过电脑、大屏、手机等多种方式实现电池模组电量数据展示及监控。或者也可以是一个系统管理平台，包括地图显示、数据显示、远程控制、信息化管理等功能模块，可以实现对移动式储能装置21的远程控制，数据展示效果包括电池模组的电量的二维或三维变形的可视化动态显示等。

本实用新型实施例所提供的储能系统，包含了实施例一所述的移动式储能装置21，同样可以实现上述功能，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种移动式储能装置，其特征在于，包括：小型车载具及多个储能模块；

多个所述储能模块并联拼接，且设置于所述小型车载具上；

每个所述储能模块包括：并离网逆变装置及多个电池模组；

多个所述电池模组并联拼接，并与所述并离网逆变装置连接；

每个所述电池模组包括：多个可并联拼接的电池包；

所述电池包包括：多个串联的电池组；

每个电池组包括多个并联的储能电芯；

所述并离网逆变装置根据自身检测到的电压信息、电流信息和/或功率信息，控制工作模式，以控制多个所述电池模组进行充电或者放电。

2.根据权利要求1所述的移动式储能装置，其特征在于，所述储能装置还包括：通信接口；

所述并离网逆变装置通过所述通信接口获取所述电池模组的电池状态信息。

3.根据权利要求2所述的移动式储能装置，其特征在于，还包括：报警装置；

所述报警装置与所述并离网逆变装置连接；

所述并离网逆变装置根据所述电池状态信息，判断所述电池状态信息异常时，控制所述报警装置进行报警。

4.根据权利要求1-3任一项所述的移动式储能装置，其特征在于，所述并离网逆变装置包括：储能变流器。

5.根据权利要求4所述的移动式储能装置，其特征在于，所述储能变流器包括：DC/AC双向变流器、控制器；

所述控制器与所述DC/AC双向变流器连接；

所述DC/AC双向变流器分别与所述电池模组及外接电源连接；

所述DC/AC双向变流器根据所述控制器所发送的控制指令，对所述电池模组进行充电或者放电。

6.根据权利要求1所述的移动式储能装置，其特征在于，所述储能电芯包括：干电池、锂电池、铅蓄电池中至少一种。

7.根据权利要求2所述的移动式储能装置，其特征在于，所述通信接口包括：CAN总线接口。

8.根据权利要求1所述的移动式储能装置，其特征在于，还包括：无线通讯模块；

所述无线通讯模块与所述并离网逆变装置连接。

9.一种移动式储能系统，其特征在于，包括监控中心以及一个或者多个如权利要求1至8任一项所述的移动式储能装置；

所述移动式储能装置与所述监控中心通信连接；

所述监控中心接收所述移动式储能装置所发送的电池状态信息。

10.根据权利要求9所述的移动式储能系统，其特征在于，还包括显示终端；

所述显示终端与所述监控中心连接，用于对所述监控中心所发送的所述电池状态信息进行显示。