CN210379327U

CN210379327U - 一种梯次三元动力电池集装箱储能系统

Info

Publication number: CN210379327U
Application number: CN201921240332.1U
Authority: CN
Inventors: 司静; 杨帆; 裴浩; 司修利; 曹杰
Original assignee: Jiangsu Huizhi Energy Engineering Technology Innovation Research Institute Co ltd
Current assignee: Jiangsu Huizhi Energy Engineering Technology Innovation Research Institute Co ltd
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-08-02

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，且公开了一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，包括集装箱、消防系统和电池管理系统，所述集装箱的左侧设有电气室，且集装箱的右侧设有电池室。本实用新型通过将每一路DC/DC模块的输出侧单独介入一个退役三元电池包，使每路电池均可以单独工作，实现了一个电池包出问题可以单独停止运行，不影响其他电池包的正常运行，提高了储能系统的安全性和稳定性，另一方面采用单独控制电池包的方式也使得电池包之间不一致性造成的影响降到最低，保证了电池包之间有较高的一致性，同时最大限度的减少了电池包不一致性在挑选中产生的成本，从而降低了储能系统整体的成本，提高了储能系统的可行性和可靠性。

Description

一种梯次三元动力电池集装箱储能系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种梯次三元动力电池集装箱储能系统。

背景技术

三元锂离子动力电池具有高能量密度、高工作电压、高安全性和长寿命等优点，是电动汽车的主要动力来源，近年来，由于政策的支持，电动汽车呈现爆发式增长，未来将退役大批量剩余容量为70~80%的废旧三元锂离子电池，退役下的电池若直接报废，不仅会造成大量的资源浪费，还会对环境产生很大的危害，如果将退役的三元锂离子动力电池包梯次利用到储能系统，不仅能减少资源的浪费和环境污染，而且能产生一定的经济价值，实现双赢。

目前，储能系统多采用新的磷酸铁锂电池，此电池能量密度低、低温性能和倍率性能低劣、而且成本高，而采用退役的三元电池包，可以大大降低成本，传统储能系统将电池簇（包）并联后，接入汇流柜进行汇流，再接入储能逆变器PCS的DC端，而退役三元电池包的电压在350V左右，不满足大功率PCS的电压要求，不能直接接入，并且这种方案不能对每簇电池进行单独控制，若其中一簇电池有问题，将影响整个储能系统，另外，退役的三元动力电池包一致性较差，直接串联后再接入PCS会存在木桶效应，导致电池的利用率较低，因此我们提出了一种梯次三元动力电池集装箱储能系统。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，具备成本低和利用率高和一致性高的优点，解决了上述背景技术中所提到的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，包括集装箱、消防系统和电池管理系统，所述集装箱的左侧设有电气室，且集装箱的右侧设有电池室，所述电气室的左上角设有配电柜，所述配电柜的右侧设有七氟丙烷柜式气体灭火装置，所述电气室的底部设有电气柜，所述电气柜包括有DC/AC储能逆变器，所述DC/AC储能逆变器的下方设有DC/DC模块，所述电气柜的上方设有能量管理系统，所述电池室的右侧放置有电池架，所述电池架的右侧放置有电池包，且电池架的左侧放置有高压箱，所述电池室的左侧设有控温系统，且电池室四角的内壁上分别固定安装有烟雾报警传感器，所述电池室的右侧固定安装有温度报警传感器，所述电气室的上下两侧分别固定安装有烟雾报警器，且电气室的左侧固定安装有温度报警器，所述电气室顶部的外壁上固定安装有警铃，所述电池室顶部的外壁上固定安装有声光报警器。

优选的，所述电池包括有BMS主控板，所述BMS主控板的上方设有继电器，所述继电器的左侧固定连接有高压线，所述高压线的另一端固定连接在高压箱的内部。

优选的，所述高压箱包括有BMS从控板，所述高压箱的底端通过电缆线与DC/DC模块固定连接。

优选的，所述控温系统包括有空调。

优选的，所述消防系统包括有七氟丙烷柜式气体灭火装置、烟雾报警传感器、温度报警传感器、烟雾报警器、温度报警器、警铃和声光报警器。

优选的，所述电池管理系统包括有BMS主控板与BMS从控板。

与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：

1、本实用新型通过将传统储能系统内采用的磷酸铁锂电池改为采用退役的三元电池包，避免了使用磷酸铁锂电池产生的能量密度低、低温性能和倍率性能低劣、而且成本高等缺点，大大降低了储能系统的成本，同时减少了资源的浪费和环境污染，并且通过保留了电池包中的BMS从控板，提高了资源的利用率，降低了成本，另一方面通过储能系统中的DC/DC模块可以对电池包进行升压，满足了DC/AC储能逆变器的电压要求，使单个退役三元电池包可以直接接入到DC/AC储能逆变器上，避免了电池串联后引起木桶效应的发生，最大限度的发挥出电池包容量，提升了电池的利用率，从而提高了储能系统整体的合理性和稳定性。

2、本实用新型通过将每一路DC/DC模块的输出侧单独介入一个退役三元电池包，使每路电池均可以单独工作，实现了一个电池包出问题可以单独停止运行，不影响其他电池包的正常运行，提高了储能系统的安全性和稳定性，另一方面采用单独控制电池包的方式也使得电池包之间不一致性造成的影响降到最低，保证了电池包之间有较高的一致性，同时最大限度的减少了电池包不一致性在挑选中产生的成本，从而降低了储能系统整体的成本，提高了储能系统的可行性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型框图示意图。

图中：1、集装箱；2、电气室；3、电池室；4、配电柜；5、七氟丙烷柜式气体灭火装置；6、电气柜；61、DC/AC储能逆变器；62、DC/DC模块；7、能量管理系统；8、电池架；9、电池包；91、BMS主控板；92、继电器；93、高压线；10、高压箱；101、BMS从控板；102、电缆线；11、控温系统；111、空调；12、烟雾报警传感器；13、温度报警传感器；14、烟雾报警器；15、温度报警器；16、警铃；17、声光报警器；18、消防系统；19、电池管理系统。

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，所描述的实施例仅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。

请参阅图1-2，一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，包括集装箱1、消防系统18和电池管理系统19，集装箱1的左侧设有电气室2，且集装箱1的右侧设有电池室3，电气室2的左上角设有配电柜4，配电柜4主要为设备空调111、消防等用电装置提供电源，配电柜4的右侧设有七氟丙烷柜式气体灭火装置5，电气室2的底部设有电气柜6，通过电气柜6包括有DC/AC储能逆变器61，DC/AC储能逆变器61的下方设有DC/DC模块62，使高压箱10的输出侧通过高压线93束接入DC/DC模块62，升压汇流后接入单台DC/AC储能逆变器61的DC侧，DC/AC储能逆变器61进行交直流转换，充电时DC/AC储能逆变器61将电网中的交流电转化为直流电，放电时储能系统的直流电转化成交流电输入电网，实现了能源的储存转换，避免了使用磷酸铁锂电池产生的能量密度低、低温性能和倍率性能低劣、而且成本高等缺点，大大降低了储能系统的成本，同时减少了资源的浪费和环境污染，提高了设备的合理性，电气柜6包括有DC/AC储能逆变器61，DC/AC储能逆变器61的下方设有DC/DC模块62，将每一路DC/DC模块62的输出侧单独介入一个退役三元电池包9，使每路电池均可以单独工作，实现了一个电池包9出问题可以单独停止运行，不影响其他电池包9的正常运行，提高了储能系统的安全性和稳定性，电气柜6的上方设有能量管理系统7，电池室3的右侧放置有电池架8，电池架8的右侧放置有电池包9，通过电池包9可以单独控制每个电池包9，一个电池包9出问题，可以停止运行，同时不影响其他电池包9的运行，这种单独控制也使得电池包9间不一致性造成的影响降到最低，同时尽可能地减少电池包9不一致性挑选产生的成本，电池包9包括有BMS主控板91，BMS主控板91的上方设有继电器92，继电器92的左侧固定连接有高压线93，高压线93的另一端固定连接在高压箱10的内部，通过将传统储能系统内采用的磷酸铁锂电池改为采用退役的三元电池包9，避免了使用磷酸铁锂电池产生的能量密度低、低温性能和倍率性能低劣、而且成本高等缺点，降低了储能系统的成本，减少了资源的浪费和环境污染，并且通过保留了电池包9中的BMS从控板101，提高了资源的利用率，降低了成本，提高了设备整体的可靠性，且电池架8的左侧放置有高压箱10，高压箱10包括有BMS从控板101，高压箱10的底端通过电缆线102与DC/DC模块62固定连接，将每个梯次三元动力电池包9通过高压线93接入一个高压箱10，通过高压箱10内继电器92的开合控制电池包9的充放电，并且使高压箱10输出侧通过电缆线102接入DC/DC模块62，升压汇流后接入单台DC/AC储能逆变器61的DC侧，使DC/AC储能逆变器61进行交直流转换，充电时DC/AC储能逆变器61将电网中的交流电转化为直流电，放电时储能系统的直流电转化成交流电输入电网，另一方面将能量管理系统7与DC/AC储能逆变器61通讯，使能量管理系统7可以对DC/AC储能逆变器61进行全面完善的监控，实时采集DC/AC储能逆变器61的运行状态及工作参数，实时传递系统数据，并对DC/AC储能逆变器61发出指令，控制DC/AC储能逆变器61进行充放电，电池室3的左侧设有控温系统11，控温系统11包括有空调111，通过控温系统11包括有空调111，使空调111与能量管理系统7通讯，当电池温度过高时，能量管理系统7发出指令控制空调111的开启，从而实现降温的目的，保证了集装箱1内部的温度始终处于安全状态，提高了设备的安全性和可靠性，且电池室3四角的内壁上分别固定安装有烟雾报警传感器12，电池室3的右侧固定安装有温度报警传感器13，电气室2的上下两侧分别固定安装有烟雾报警器14，且电气室2的左侧固定安装有温度报警器15，电气室2顶部的外壁上固定安装有警铃16，电池室3顶部的外壁上固定安装有声光报警器17，有助于提醒现场人员注意安全，当消防控制器发生火灾报警的时候，将报警信号上传至能量管理系统7，使系统停止运行，消防系统18包括有七氟丙烷柜式气体灭火装置5、烟雾报警传感器12、温度报警传感器13、烟雾报警器14、温度报警器15、警铃16和声光报警器17，电池管理系统19包括有BMS主控板91与BMS从控板101，通过电池管理系统19分为两级，第一级为退役三元电池包9内的BMS从控板101，用于采集梯次三元电池包9内电池电压和温度信息，第二级为BMS主控板91位于高压箱10内，通过与梯次三元电池包9的BMS从控板101进行实时通讯获取电池数据包括单体电池电压和温度并判断故障信息，此外，BMS主控板91可进行系统上电自检，可控制主回路继电器92的闭合，检测电池组的电压和电流，计算电池组的荷电状态SOC，实现电池模块间的均衡，提高了装置的合理性，另一方面通过高压箱10内的BMS主控板91与能量管理系统7通讯，使能量管理系统7对每个电池包9的电池信息进行汇集，能量管理系统7通过发送充放电指令给BMS主控板91，BMS主控板91收到指令后，控制继电器92的闭合，实现单独控制电池包9。

工作原理：首先开启设备，BMS从控板101将采集到电池包9的数据传送给BMS主控板91，当电池包9出问题时，可以停止运行，同时不影响其他电池包9的运行，高压箱10内的BMS主控板91与能量管理系统7通讯，能量管理系统7采集BMS主控板91的数据，然后发送充放电指令给BMS主控板91，BMS主控板91收到指令后，控制继电器92的闭合，高压箱10输出侧通过电缆线102接入DC/DC模块62，升压汇流后接入单台DC/AC储能逆变器61的DC侧，DC/AC储能逆变器61进行交直流转换，充电时DC/AC储能逆变器61将电网中的交流电转化为直流电，放电时储能系统的直流电转化成交流电输入电网，能量管理系统7通过采集到的信息控制控温系统11与消防系统18，即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本实用新型的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，包括集装箱（1）、消防系统（18）和电池管理系统（19），其特征在于：所述集装箱（1）的左侧设有电气室（2），且集装箱（1）的右侧设有电池室（3），所述电气室（2）的左上角设有配电柜（4），所述配电柜（4）的右侧设有七氟丙烷柜式气体灭火装置（5），所述电气室（2）的底部设有电气柜（6），所述电气柜（6）包括有DC/AC储能逆变器（61），所述DC/AC储能逆变器（61）的下方设有DC/DC模块（62），所述电气柜（6）的上方设有能量管理系统（7），所述电池室（3）的右侧放置有电池架（8），所述电池架（8）的右侧放置有电池包（9），且电池架（8）的左侧放置有高压箱（10），所述电池室（3）的左侧设有控温系统（11），且电池室（3）四角的内壁上分别固定安装有烟雾报警传感器（12），所述电池室（3）的右侧固定安装有温度报警传感器（13），所述电气室（2）的上下两侧分别固定安装有烟雾报警器（14），且电气室（2）的左侧固定安装有温度报警器（15），所述电气室（2）顶部的外壁上固定安装有警铃（16），所述电池室（3）顶部的外壁上固定安装有声光报警器（17）。

2.根据权利要求1所述的一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，其特征在于：所述电池包（9）包括有BMS主控板（91），所述BMS主控板（91）的上方设有继电器（92），所述继电器（92）的左侧固定连接有高压线（93），所述高压线（93）的另一端固定连接在高压箱（10）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，其特征在于：所述高压箱（10）包括有BMS从控板（101），所述高压箱（10）的底端通过电缆线（102）与DC/DC模块（62）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，其特征在于：所述控温系统（11）包括有空调（111）。

5.根据权利要求1所述的一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，其特征在于：所述消防系统（18）包括有七氟丙烷柜式气体灭火装置（5）、烟雾报警传感器（12）、温度报警传感器（13）、烟雾报警器（14）、温度报警器（15）、警铃（16）和声光报警器（17）。

6.根据权利要求1所述的一种梯次三元动力电池集装箱储能系统，其特征在于：所述电池管理系统（19）包括有BMS主控板（91）与BMS从控板（101）。