CN212162013U - 一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统 - Google Patents

一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统 Download PDF

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马猛
尹子振
张天尧
于昊
陈世杰
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Abstract

本实用新型公开了一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,包括:钛酸锂电池系统,用于为储能系统提供主动力来源,其包括多个串联在一起的钛酸锂电池箱;对于每个钛酸锂电池箱,其内部包括多个钛酸锂电池单体,钛酸锂电池单体之间通过铝排激光焊进行连接;电池管理系统,与钛酸锂电池系统相连接,用于对钛酸锂电池系统进行管理,防止电池出现过度充电和过度放电;液晶屏,与电池管理系统通过CAN总线相连接,用于显示所有钛酸锂电池单体的状态信息、系统电量,并设置报警信息阈值;加热器,安装在钛酸锂电池储能系统的主箱体上。本实用新型针对现有常规储能系统存在的缺陷,使用钛酸锂电池作为主动力来源,满足极寒环境下的储能动力需求。

Description

一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统
技术领域
本实用新型涉及电力能源存储技术领域,特别是涉及一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统。
背景技术
目前,储能系统大多以铅酸电池为主要动力来源。铅酸电池存在着寿命短、污染高、工作温度范围窄、倍率放电特性差等缺点。在东北或者南北极等极寒领域,铅酸电池放电效率低,很难满足低温放电的要求。
因此,目前迫切需要开发出一种电池储能系统,能够在极寒环境工作,具有大倍率放电、寿命长、免维护等特点。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷,提供一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统。
为此,本实用新型提供了一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,包括:
钛酸锂电池系统,用于为储能系统提供主动力来源,其包括多个串联在一起的钛酸锂电池箱;
对于每个钛酸锂电池箱,其内部包括多个钛酸锂电池单体,钛酸锂电池单体之间通过铝排激光焊进行连接;
电池管理系统,与钛酸锂电池系统相连接,用于对钛酸锂电池系统进行管理,防止电池出现过度充电和过度放电;
液晶屏,与电池管理系统通过CAN总线相连接,用于显示所有钛酸锂电池单体的状态信息、系统电量,并设置报警信息阈值;
加热器,安装在钛酸锂电池储能系统的主箱体上,用于对钛酸锂电池储能系统的主箱体进行加热。
其中,还包括电气控制系统,与钛酸锂电池系统相连接,用于控制钛酸锂电池系统的输出,以及对钛酸锂电池系统进行过压、过温及过流进行保护。
其中,电池管理系统包括多个电压采集板和一个主控板;
其中,每个电压采集板安装在一个钛酸锂电池箱上,用于采集一个钛酸锂电池箱内部所有钛酸锂电池单体的电压信息以及该钛酸锂电池箱内部温度;
主控板,与多个采集板通过CAN总线相连接,用于收取所有采集板所采集的钛酸锂电池单体的电压信息,并对信息进行处理,输出电压故障、温度故障、过流等报警信息,通过CAN总线或RS总线通讯上传至液晶屏和外部的储能变流器PCS控制系统。
其中,每个钛酸锂电池箱内部包括的多个钛酸锂电池单体,相互之间为串联和/或并联。
其中,主箱体的正面左右两侧边缘,分别铰接有一个箱门;
两个箱门在闭合时,能够覆盖主箱体的正面,并且此时钛酸锂电池系统、电池管理系统、电气控制系统、液晶屏和加热器均位于主箱体和两个箱门所包围的空间内部。
由以上本实用新型提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本实用新型提供了一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其针对现有常规储能系统中存在的缺陷,使用钛酸锂电池作为主动力来源,满足极寒环境下的储能动力需求。
此外,本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,可实时显示电池的状态,并在当电池存在过压、过温、过流等故障环境下对电池进行保护,停止充电,可有效提高储能系统的安全性。
对于本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,具有可极寒环境工作、大倍率放电、寿命长、免维护等特点,可以有效保证系统在极寒领域的放电效率,可以广泛的生产普及,具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1,本实用新型提供了一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,包括钛酸锂电池系统10、电池管理系统20、电气控制系统30、液晶屏40和加热器50,其中:
钛酸锂电池系统10,用于为储能系统提供主动力来源,其包括多个串联在一起的钛酸锂电池箱101;
对于每个钛酸锂电池箱101,其内部包括多个钛酸锂电池单体,钛酸锂电池单体之间通过铝排激光焊进行连接;
电池管理系统20,与钛酸锂电池系统10相连接,用于对钛酸锂电池系统10进行管理,防止电池出现过度充电和过度放电;
具体实现上,电池管理系统20包括多个电压采集板和一个主控板,其中,每个电压采集板安装在一个钛酸锂电池箱101上,用于采集一个钛酸锂电池箱101内部所有钛酸锂电池单体的电压信息以及该钛酸锂电池箱101内部温度;主控板,与多个采集板通过CAN总线相连接,用于收取所有采集板所采集的钛酸锂电池单体的电压信息,并对信息进行处理,输出电压故障、温度故障、过流等报警信息,通过CAN总线或RS485总线通讯上传至液晶屏和外部的储能变流器PCS控制系统(PCS控制系统可控制蓄电池的充电和放电过程,进行交直流的变换);
电气控制系统30,与钛酸锂电池系统10相连接,用于控制钛酸锂电池系统10的输出,以及对钛酸锂电池系统10进行过压、过温及过流进行保护。电气控制系统30可以保护钛酸锂电池系统10在异常情况下,及时停止充电,保证电池的安全运行。
具体实现上,电气控制系统30包括断路器、熔断器和接触器,其中,断路器,用于让用户手动断开钛酸锂电池系统10的输出,进行钛酸锂电池系统10维护;熔断器,用于对钛酸锂电池系统10进行过流保护;接触器,与电池管理系统20相连接,用于根据电池管理系统20提供的控制信号,保证钛酸锂电池系统10在电池故障的情况下停止充电。
需要说明的是,电气控制系统30,可以通过断路器控制钛酸锂电池系统10的输出,通过接触器和熔断器对钛酸锂电池系统10进行过压、过温及过流进行保护。
液晶屏40,与电池管理系统20相连接(例如通过CAN总线),用于显示所有钛酸锂电池单体的状态信息(例如电压、温度信息)、系统电量,并可通过液晶屏设置过压、欠压、温度报警、过流等报警信息阈值。
加热器50,安装在钛酸锂电池储能系统的主箱体100上,用于对钛酸锂电池储能系统的主箱体100进行加热,保证钛酸锂电池储能系统内部温度的恒定,保证钛酸锂电池储能系统在极寒环境下的大倍率放电要求。
需要说明的是,加热器可由储能系统自身供电,维持系统内部的温度恒定,保证系统的大功率放电能力。
在本实用新型中,具体实现上,每个钛酸锂电池箱101内部包括的多个钛酸锂电池单体,相互之间可以为串联和/或并联。
需要说明的是,为了满足系统的电压及能量要求,钛酸锂电池单体通过铝排激光焊进行串并联。
在本实用新型中,需要说明的是,电池管理系统20内部具有均衡、电压异常告警、温度异常告警、过流告警等功能,以保证电池的一致性,在电池状态异常时,及时进行保护。电池管理系统包括采集板和主控板,采集板负责采集电池的信息状态,主控板负责收取采集板的信息,并进行处理,上传至液晶屏和PCS。
在本实用新型中,具体实现上,主箱体100的正面左右两侧边缘,分别铰接有一个箱门60;
两个箱门60在闭合时,能够覆盖主箱体100的正面,并且此时钛酸锂电池系统10、电池管理系统20、电气控制系统30、液晶屏40和加热器50均位于主箱体100和两个箱门60所包围的空间内部。
需要说明的是,在本实用新型中,加热器50可以为现有技术成熟的电池加热装置,例如PCT加热片以及热管。具体安装位置,可以为钛酸锂电池储能系统的主箱体100下部,位于钛酸锂电池系统10的正下方,从而有利于保持钛酸锂电池系统10的工作温度。
在本实用新型中,电池管理系统20,可以采用现有技术成熟的电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,BMS)
在本实用新型中,电气控制系统30,可以为现有电池储能系统中,包括断路器、熔断器和接触器的电气控制系统。电气控制系统的具体结构设计,由于为现有成熟的公知技术,在此不再赘述。
需要说明的是,钛酸锂电池是一种是用钛酸锂作为负极材料的新型锂离子电池,具有安全性能好、循环寿命长、可大倍率充放电、工作温度范围宽、自放电小等特点。相对于传统铅酸电池,钛酸锂电池低温特性、功率特性及寿命优势明显,广泛应用在新能源汽车及储能等领域。因此,本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,在极寒领域拥有广阔的市场前景。
本实用新型的储能系统,可实时显示每个电池单体的电压、电池箱温度、报警状态、工作电流等信息。此储能系统具有安全性能好、循环寿命长、可大倍率放电、工作温度范围宽、自放电小等特点。
本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,以其优越的低温性能和大功率特性,能够在极寒领域及大功率场合上广泛应用,可以生产普及,具有重大的生产实践意义。
综上所述,与现有技术相比较,本实用新型提供的一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其针对现有常规储能系统中存在的缺陷,使用钛酸锂电池作为主动力来源,满足极寒环境下的储能动力需求。
此外,本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,可实时显示电池的状态,并在当电池存在过压、过温、过流等故障环境下对电池进行保护,停止充电,可有效提高储能系统的安全性。
对于本实用新型提供的钛酸锂电池储能系统,具有可极寒环境工作、大倍率放电、寿命长、免维护等特点,可以有效保证系统在极寒领域的放电效率,可以广泛的生产普及,具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其特征在于,包括:
钛酸锂电池系统(10),用于为储能系统提供主动力来源,其包括多个串联在一起的钛酸锂电池箱(101);
对于每个钛酸锂电池箱(101),其内部包括多个钛酸锂电池单体,钛酸锂电池单体之间通过铝排激光焊进行连接;
电池管理系统(20),与钛酸锂电池系统(10)相连接,用于对钛酸锂电池系统(10)进行管理,防止电池出现过度充电和过度放电;
液晶屏(40),与电池管理系统(20)通过CAN总线相连接,用于显示所有钛酸锂电池单体的状态信息、系统电量,并设置报警信息阈值;
加热器(50),安装在钛酸锂电池储能系统的主箱体(100)上,用于对钛酸锂电池储能系统的主箱体(100)进行加热。
2.如权利要求1所述的极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其特征在于,还包括电气控制系统(30),与钛酸锂电池系统(10)相连接,用于控制钛酸锂电池系统(10)的输出,以及对钛酸锂电池系统(10)进行过压、过温及过流进行保护。
3.如权利要求1所述的极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其特征在于,电池管理系统(20)包括多个电压采集板和一个主控板;
其中,每个电压采集板安装在一个钛酸锂电池箱(101)上,用于采集一个钛酸锂电池箱(101)内部所有钛酸锂电池单体的电压信息以及该钛酸锂电池箱(101)内部温度;
主控板,与多个采集板通过CAN总线相连接,用于收取所有采集板所采集的钛酸锂电池单体的电压信息,并对信息进行处理,输出电压故障、温度故障和过流报警信息,通过CAN总线或RS485总线通讯上传至液晶屏和外部的储能变流器PCS控制系统。
4.如权利要求1至3中任一项所述的极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其特征在于,每个钛酸锂电池箱(101)内部包括的多个钛酸锂电池单体,相互之间为串联和/或并联。
5.如权利要求1至3中任一项所述的极寒环境工作的钛酸锂电池储能系统,其特征在于,主箱体(100)的正面左右两侧边缘,分别铰接有一个箱门(60);
两个箱门(60)在闭合时,覆盖主箱体(100)的正面,并且此时钛酸锂电池系统(10)、电池管理系统(20)、电气控制系统(30)、液晶屏(40)和加热器(50)均位于主箱体(100)和两个箱门(60)所包围的空间内部。
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