CN208835803U - 离网电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离网电池系统。该离网电池系统包括：箱体及其相连的箱盖；其中，箱体包括：电池模块、主继电器、电力分配连接器、通讯模块和中央控制单元；其中：电池模块与主继电器相连；电力分配连接器与主继电器相连；通讯模块与主继电器相连；中央控制单元分别与电池模块和主继电器相连，用于通过主继电器控制电池模块的充放电。本实用新型实施例通过采取该技术方案，解决了在满足储能功能需求的同时，还能够降低成本的技术问题。此外，还具有结构简单、组装方便、功能全面、接口丰富的优点。

Description

离网电池系统

技术领域

本实用新型实施例涉及储能技术领域，具体涉及一种离网电池系统。

背景技术

随着科技的发展，储能技术得到了迅速的发展。

然而，目前的储能产品要么虽然能够满足储能功能需求，但成本较高；要么虽然成本较低但储能功能不能满足需求

因此，提供一种在满足储能功能需求的同时，还能够降低成本的方法是亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型实施例的主要目的是提供一种离网电池系统，以解决在满足储能功能需求的同时，还能够降低成本的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供以下技术方案：

一种离网电池系统，其包括：箱体及其相连的箱盖；其中，所述箱体包括：电池模块、主继电器、电力分配连接器、通讯模块和中央控制单元；其中：

电池模块，其与所述主继电器相连；

电力分配连接器，其与所述主继电器相连；

通讯模块，其与所述主继电器相连；

中央控制单元，其分别与所述电池模块和所述主继电器相连，用于通过所述主继电器控制所述电池模块的充放电。

优选地，所述电池模块包括燃料电池和光伏电池。

优选地，所述电力分配连接器包括：

电能输出接线排，用于输出所述电池模块的电能；

电池光伏输入插件，其与所述燃料电池相连，用于通过光伏组件为所述电池模块充电；

电池模块输入插件，其与所述光伏电池相连；

桥式整流模块，其与所述电池模块相连；

电池模块充电继电器；

直流/直流稳压模块，其经所述电池模块充电继电器与所述燃料电池相连；

过流保护模块，其与所述电池模块充电继电器相连。

优选地，所述箱体内还设置有光伏充电控制器；所述光伏充电控制器设置在所述主继电器与所述电池光伏输入插件之间。

优选地，所述箱体包括：多电压转换DC/DC模块、升降压电源模块、电流检测模块、自锁开关、功率继电器、直流电源和第一及第二单向整流二极管；其中，所述升降压电源模块与所述第一单向整流二极管的阳极相连；所述第一单向整流二极管的阴极与主继电器相连；所述升降压电源模块连接在所述电池模块与所述第一单向整流二极管的阳极之间；所述第一单向整流二极管与所述主继电器相连；所述多电压转换DC/DC模块连接在所述电流检测模块与自锁开关之间；所述自锁开关与所述功率继电器相连；所述功率继电器与所述主继电器相连；所述直流电源与所述第二单向整流二极管的阳极相连；所述第二单向整流二极管的阴极与所述功率继电器相连。

优选地，所述箱体与所述箱盖通过法兰盘式边沿连接固定，其中，连接处设置有密封橡胶。

优选地，所述箱体和所述箱盖采用铝合金。

优选地，所述箱体内压铆若干个盲孔柱；所述电池模块、所述主继电器、所述电力分配连接器、所述通讯模块和所述中央控制单元通过所述盲孔柱与所述箱体固定。

与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供一种离网电池系统。该离网电池系统包括：箱体及其相连的箱盖；其中，箱体包括：电池模块、主继电器、电力分配连接器、通讯模块和中央控制单元；其中：电池模块与主继电器相连；电力分配连接器与主继电器相连；通讯模块与主继电器相连；中央控制单元分别与电池模块和主继电器相连，用于通过主继电器控制电池模块的充放电。本实用新型实施例通过采取该技术方案，实现了在满足储能功能需求的同时，还能够降低成本的技术效果。此外，还具有结构简单、组装方便、功能全面、接口丰富的优点。

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。本实用新型的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的方法来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1为根据一示例性实施例示出的离网电池系统内部结构平面示意图；

图2为根据一示例性实施例示出的离网电池系统立体结构分解后示意图；

图3为根据一示例性实施例示出的离网电池系统平面结构主视图；

图4为根据一示例性实施例示出的离网电池系统平面结构左视图；

图5为根据一示例性实施例示出的离网电池系统平面结构仰视图；

图6为根据一示例性实施例示出的离网电池系统平面结构俯视图；

图7为根据一示例性实施例示出的离网电池系统组装后立体结构示意图；

图8为根据一示例性实施例示出的离网电池系统电气原理图。

标号说明：

1、箱盖；2、箱体；3、直流电源转换模块；4、中央管理模块；51、主继电器；52、充电继电器；53、电池模块充电继电器；54、水泵控制继电器；6、多电压转换DC/DC模块；7、电流检测模块；8、升降压电源模块；9、光伏充电控制器；10、双开双闭继电器；111、112、113、单向整流二极管；12、功率继电器；13、航空插头；14、电池光伏输入插件；15、直流电源；16、电池模块输入插件；17、直流电压隔离模块；18、电能输出接线排；19、水泵；20、顶杆；21、调试插件；KS1、自锁开关；KS2、自复位点动开关。

这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的保护范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本实用新型的保护范围内。本实用新型实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。在没有明确限定或不冲突的情况下，本实用新型中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合。本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例均在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本实用新型的实现可以没有这些具体细节。

请参考图1-8，为了解决在满足储能功能需求的同时，还能够降低成本的技术问题，本实用新型提供一种离网电池系统。该系统包括箱体2和与该箱体相连的箱盖1。其中，该箱体2内设置有电池模块、主继电器51、电力分配连接器和通讯模块及中央控制单元。其中，该电池模块、该电力分配连接器和通讯模块及该中央控制单元分别与该继电器51相连。该中央控制单元还与电池模块相连，用于通过主继电器51控制该电池模块的充放电。

在本实施例中，主继电器51与电池模块的电能输出端连接，用于控制电能回路。该主继电器可以串联在配电箱内的主回路与辅助动力回路上，该继电器51的驱动线圈可以由中央控制单元控制，以保护回路运行的可靠性与安全性。

上述中央控制单元与主继电器51连接，并且其上连接有用于通信的CAN信号、控制充放电继电器的输出信号，以及控制燃料电池工作的输出信号。该中央控制单元例如可以采用中央处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、单片机等。

上述中央管理模块4主要用于电池模块的内部通讯和对外信息的交互。

上述电池模块主要包括燃料电池、光伏电池等。其中，燃料电池例如可以为镁燃料电池。

在一个优选的实施例中，电力分配连接器具体包括：电能输出接线排18、电池光伏输入插件14、电池模块输入插件16、用于单向整流的桥式整流模块、用于直流电源电压转换的DC/DC(直流/直流)稳压模块(例如，RPM30-2412DEW-DIN型号的DC/DC稳压模块)和与电池模块充电继电器53相连的过流保护模块。其中，过流保护模块包括预充继电器及与之相连的预充电阻。

其中，电能输出接线排18作为电池模块电能的输出端，用来输出电池模块的电能，例如，可以用来输出12VDC、24VDC等供负载使用，具有绝缘耐高压的作用。

电池光伏输入插件14用作光伏输入的接入口，与燃料电池相连，用来接外部的光伏组件，该光伏组件给电池模块充电，从而实现通过光伏组件为电池模块充电。

上述桥式整流模块11与电池模块相连并进行单向整流。该桥式整流模块11内部带有肖特基功率二极管，防止串电源，可以保证光伏充电的安全。

上述燃料电池输入插件与光伏电池相连。

上述直流/直流稳压模块经电池模块充电继电器53与燃料电池相连。

在一个优选的实施例中，箱体2内还设置有光伏充电控制器9；光伏充电控制器9设置在主继电器5与电池光伏输入插件之间。

在一个优选的实施例中，该箱体2内还设置有多电压转换DC/DC模块6、升降压电源模块8、电流检测模块7、直流电源15和单向整流二极管112。其中，升降压电源模块8与单向整流二极管11的阳极相连；升降压电源模块8连接在电池模块与单向整流二极管11之间；单向整流二极管11与主继电器51相连；多电压转换DC/DC模块6连接在电流检测模块7与自锁开关KS1之间；该自锁开关KS1与功率继电器12相连；该功率继电器12与主继电器51相连；直流电源15与单向整流二极管111的阳极相连；单向整流二极管111的阴极与功率继电器12相连。

因为箱体还集成宽电压范围的升压降电源模块，多电压转换DC/DC。所以，具有很好的可移植性，可拓展性。

直流电源15用于系统上电和唤醒。

水泵和升降杆控制航空插头13用于燃料电池工作时。

电池模块(其包括诸如镁燃料电池等燃料电池)输入插件16用作电池模块的输入口，用来接外部的后备电池模块，电池模块提供给电池充电。该电池模块作为后备电池。

在本实施例中，箱体与箱盖通过法兰盘式边沿连接固定，其中连接处设置有密封橡胶。箱体、箱盖、安装板材料为铝合金，箱体内压铆若干个盲孔柱，电气元器件(例如：电池模块、主继电器、电力分配连接器、通讯模块和中央控制单元等)通过螺栓嵌入盲孔柱内与箱体固定，具有更好的防水防尘性能。箱体与箱盖连接处通过挤压具有可恢复记忆的形变橡胶能够基本完全地解决系统的密封性要求，同时通过在箱体上压铆盲螺纹孔，可以保障箱体内零部件与箱体组装时的密封性。

上述箱体内可以设置有安装板。电气元器件安装在该安装板上。其中，电气元器件包括：监测母线回路电流的电流传感器、保护电路、熔断器、用于单向整流的桥式整流模块、用于直流电源电压转换的DC/DC(直流/直流)稳压模块、用于过流保护的预充继电器和预充电阻。具体地，预充继电器通过给负载上电前预充电来防止上电瞬间电流过大损伤电气部件。预充电阻为功率电阻应用于预充回路上。

为了便于理解，下面结合图1-8对工作原理进行详细说明。

本实施例提供的离网电池系统工作时，先按下KS1自锁开关；然后，按下KS2自复位点动开关。当中央管理模块4检测无故障后开始工作。此时，闭合主继电器51和充电继电器52，当通过电池模块输入插件16接入燃料电池时，闭合电池模块充电继电器53，以给燃料电池充电。当该燃料电池充满电后，断开电池模块充电继电器53和充电继电器52。其中，当燃料电池接入时，控制水泵和顶杆工作；该水泵抽动循环盐水；该顶杆用于升降镁极片。

双开双闭继电器10用于控制水泵及顶杆。

熔断器，其在系统过流时熔芯自动熔断，用于保护电路的安全及电路上其他的电气部件。

低压通讯连接器包括：调试插件21和信号控制插件。其中，调试插件用于连接PC对储能系统的工况调试验证及仿真实现。信号控制插件用于与外部水泵，顶杆等的控制。

放电时：电池模块电能输出通过中央处理单元4进行管理控制，通过主继电器51控制电路的打开和关闭，然后通过电能输出接线排18输出电能供负载使用。

充电时：①光伏充电，外部电池光伏输入插件14，经过箱体2内的光伏控制器9，经过单向整流二极管11，再连接到电池模块7；②燃料电池充电，外部燃料电池通过电池模块输入插件16，经过升降压电源模块8，经过继电器5，接入电池模块7。

本实施例提供的离网电池系统能够智能化控制光伏接入充电和燃料电池接入充电(提供辅助动力给水泵和顶杆供燃料电池的启动)，能够提供多种DC电压(例如：5VDC、9VDC、12VDC、24VDC、48VDC等)的直流电输出给负载使用，电池系统内部配有逆变器，输出220VAC的交流电给负载使用，系统允许边充电边放电。

适用性较强，离网储能采用储能电池与光伏及廉价的后备燃料电池协同使用的方案，达到了提质降本的目的；电池系统内布局合理紧凑，空间利用率高，元器件的结构尺寸满足机械制造及配套加工工艺要求，在较小的箱体内集成功能全面的配电模块。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细的介绍。虽然本文应用了具体的个例对本实用新型的原理和实施方式进行了阐述，但是，上述实施例的说明仅适用于帮助理解本实用新型实施例的原理。

术语“包括”、“包含”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而作出的选择，并不是为了解释或者限定本实用新型的主题/保护范围。

以上对本实用新型的示例实施例的详细描述是为了说明和描述的目的而提供。不是为了穷尽或将本实用新型限制为所描述的精确形式。显然，许多变型和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地说明本实用新型的原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够理解本实用新型的各种实施例和适于特定使用预期的各种变型。本实用新型的实施例可以省略上述技术特征中的一些技术特征，仅解决现有技术中存在的部分技术问题。而且，所描述的技术特征可以进行任意组合。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等价物来限定，本领域技术其他人员可以对所附权利要求中所描述的技术方案进行各种变型或替换和组合，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种离网电池系统，其特征在于，包括：箱体及其相连的箱盖；其中，所述箱体包括：电池模块、主继电器、电力分配连接器、通讯模块和中央控制单元；其中：

所述电池模块，其与所述主继电器相连；

所述电力分配连接器，其与所述主继电器相连；

所述通讯模块，其与所述主继电器相连；

所述中央控制单元，其分别与所述电池模块和所述主继电器相连，用于通过所述主继电器控制所述电池模块的充放电。

2.根据权利要求1所述的离网电池系统，其特征在于，所述电池模块包括燃料电池和光伏电池。

3.根据权利要求2所述的离网电池系统，其特征在于，所述电力分配连接器包括：

电能输出接线排，用于输出所述电池模块的电能；

电池光伏输入插件，其与所述燃料电池相连，用于通过光伏组件为所述电池模块充电；

电池模块输入插件，其与所述光伏电池相连；

桥式整流模块，其与所述电池模块相连；

电池模块充电继电器；

直流/直流稳压模块，其经所述电池模块充电继电器与所述燃料电池相连；

过流保护模块，其与所述电池模块充电继电器相连。

4.根据权利要求3所述的离网电池系统，其特征在于，所述箱体内还设置有光伏充电控制器；所述光伏充电控制器设置在所述主继电器与所述电池光伏输入插件之间。

5.根据权利要求1所述的离网电池系统，其特征在于，所述箱体包括：多电压转换DC/DC模块、升降压电源模块、电流检测模块、自锁开关、功率继电器、直流电源和第一及第二单向整流二极管；其中，所述升降压电源模块与所述第一单向整流二极管的阳极相连；所述第一单向整流二极管的阴极与主继电器相连；所述升降压电源模块连接在所述电池模块与所述第一单向整流二极管的阳极之间；所述第一单向整流二极管与所述主继电器相连；所述多电压转换DC/DC模块连接在所述电流检测模块与自锁开关之间；所述自锁开关与所述功率继电器相连；所述功率继电器与所述主继电器相连；所述直流电源与所述第二单向整流二极管的阳极相连；所述第二单向整流二极管的阴极与所述功率继电器相连。

6.根据权利要求1所述的离网电池系统，其特征在于，所述箱体与所述箱盖通过法兰盘式边沿连接固定，其中，连接处设置有密封橡胶。

7.根据权利要求1所述的离网电池系统，其特征在于，所述箱体和所述箱盖采用铝合金。

8.根据权利要求1所述的离网电池系统，其特征在于，所述箱体内压铆若干个盲孔柱；所述电池模块、所述主继电器、所述电力分配连接器、所述通讯模块和所述中央控制单元通过所述盲孔柱与所述箱体固定。