CN213425786U - 储能系统、变换器及其熔断保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种储能系统、变换器及其熔断保护装置，该熔断保护装置，应用于储能系统中的变换器，其包括多个熔丝；其中，储能系统中所有电池的第一极支路，分别连接一个各自对应的熔丝；并且，本方案提供的熔断保护装置中，存在多个电池的第二极支路，并联后均连接至同一共用的熔丝；因此，相较于现有在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上分别设置熔丝的方式，减少了所需熔丝的个数，不仅降低了成本，还减小熔断保护装置所占的体积及重量。

Description

储能系统、变换器及其熔断保护装置

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种储能系统、变换器及其熔断保护装置。

背景技术

现有的储能系统中电池与DCDC变换器之间，大多采用多汇一连接策略；也即一个DCDC变换器会同时和n个电池连接，电池的输出会通过DCDC变换器内部的互顶电路进行汇合统一处理。

为了对电池进行保护，在DCDC变换器和电池之间设有熔断保护装置。当发生短路或者电流超过电池的承受范围时，熔断保护装置会使得DCDC变换器和电池之间的连接断开，以此来对电池进行保护。

如图1所示，该熔断保护装置在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上，均设有熔丝，无形中增加了变换器的成本、体积及重量。

实用新型内容

基于上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种储能系统、变换器及其熔断保护装置，以解决现有熔断保护装置在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上设置熔丝，而导致变换器成本高、体积及重量大的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本申请第一方面公开了一种熔断保护装置，应用于储能系统中的变换器；所述熔断保护装置包括：多个熔丝；其中：

所述储能系统中所有电池的第一极支路，分别连接一个各自对应的熔丝；

存在多个电池的第二极支路，并联后均连接至同一共用的熔丝。

可选地，在上述的熔断保护装置中，所述第一极支路为正极支路，所述第二极支路为负极支路。

可选地，在上述的熔断保护装置中，所述第一极支路为负极支路，所述第二极支路为正极支路。

可选地，在上述的熔断保护装置中，第二极支路并联后均连接至同一共用的熔丝的所述多个电池，为所述储能系统中的所有电池。

可选地，在上述的熔断保护装置中，第二极支路并联后均连接至同一共用的熔丝的所述多个电池，为所述储能系统中的部分电池。

本申请第二方面公开了一种变换器，包括：主电路，以及，设置于所述主电路电池侧的如第一方面公开的任一项所述的熔断保护装置。

可选地，在上述的变换器中，所述主电路为DC/DC拓扑。

可选地，在上述的变换器中，还包括：检测模块和控制器；

所述检测模块设置于所述变换器的被检测端；

所述检测模块的输出端与所述控制器的输入端相连；

所述控制器的输出端与所述主电路的控制端相连。

本申请第三方面公开了一种储能系统，包括：逆变器、至少两个电池以及至少一个如第二方面公开的任一项所述的变换器；其中：

所述变换器的电池侧连接各个所述电池；

所述变换器的逆变侧与所述逆变器的直流侧相连。

可选地，在上述的储能系统中，所述变换器为多个时：

各个所述变换器的逆变侧并联连接至所述逆变器的直流母线；或者，

各个所述变换器的逆变侧分别连接至所述逆变器的直流侧对应端口。

基于上述本申请实施例提供的熔断保护装置，应用于储能系统中的变换器，该熔断保护装置包括多个熔丝；其中，储能系统中所有电池的第一极支路，分别连接一个各自对应的熔丝；并且，本方案提供的熔断保护装置中，存在多个电池的第二极支路，并联后均连接至同一共用的熔丝；因此，相较于现有在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上分别设置熔丝的方式，减少了所需熔丝的个数，不仅降低了成本，还减小熔断保护装置所占的体积及重量。

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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种熔断保护装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种熔断保护装置的结构示意图；

图3至图7为本申请实施例提供的另外四种熔断保护装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种变换器的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图。

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。

本申请实施例提供了一种熔断保护装置，以解决现有熔断保护装置在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上设置熔丝，而导致变换器成本高、体积及重量大的问题。

请参见图2，该熔断保护装置应用于储能系统中的变换器，该熔断保护装置包括：多个熔丝。

其中，储能系统中所有电池的第一极支路(图2中与每个电池位置较下端口连接的支路)，分别连接一个各自对应的熔丝。

存在多个电池的第二极支路(图2中与每个电池位置较上端口连接的支路)，并联后均连接至同一共用的熔丝。

实际应用中，第一极支路和第二极支路的设置方式可以为如图3、图4或图5所示的：第一极支路为正极支路，第二极支路为负极支路。

具体的，以图3为例进行说明，可以以所有电池的正极支路分别作为各自的第一支路，分别连接一个各自对应的熔丝；并以所有电池的负极支路分别作为各自的第二支路，先并联后均连接至同一个共用熔丝。

换言之，在变换器电池侧所连接的各个电池中，在每个电池的正极支路上，均设置有一个相应的熔丝；而针对电池的负极支路，则先将所有电池的负极支路并联，然后在并联后的支路上设置一个共用的熔丝。

若假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，则该熔断保护装置需在正极支路上设置n个熔丝，在负极支路上设置1个熔丝，整个熔断保护装置仅需要设置n+1个熔丝。

当然，第一极支路和第二极支路的设置方式也可以如图6和图7所示的：第一极支路为负极支路，第二极支路为正极支路。

具体的，以图6为例进行说明，可以以所有电池的负极支路分别作为各自的第一支路，分别连接一个各自对应的熔丝；并以所有电池的正极支路分别作为各自的第二支路，先并联后均连接至同一共用熔丝。

也就是说，在变换器电池侧所连接的各个电池中，在每个电池的负极支路上，均设置有一个相应的熔丝；而针对电池的正极支路，则先将所有电池的正极支路并联，然后在并联后的支路上设置一个共用的熔丝。

同理，若假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，则该熔断保护装置需在负极支路上设置n个熔丝，在正极支路上设置1个熔丝，整个熔断保护装置仅需要设置n+1个熔丝。

本实施例提供的熔断保护装置，在变换器与电池间加上熔丝进行保护，当发生短路或者电流超过电池的承受范围时，熔丝会断开，以此来对电池进行保护。并且，基于上述原理，本实施例提供的熔断保护装置所需的熔丝，最少可以为n+1个；而如图1示出的、现有的熔断保护装置，由于其需在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一会回路上设置熔丝，也即其所需熔丝数量为2*n。因此，与该现有方案相比，本申请提供的方案采用电池侧正极或者负极共用熔丝的方法，所需熔丝个数更少，当有n个电池与一个变换器相连时，该方法可以节约n-1个熔丝；不仅能够降低熔断保护装置所需成本，还能减小其所占体积及重量。

需要说明的是，本申请提供的熔断保护装置虽然减少了所用熔丝数量，但是并不影响其使用性能，其仍然能够在任意一个电池与变换器之间的回路发生短路或者过流时，使得电池与变换器之间连接的回路断开，实现对电池和变换器的保护。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在第一极支路为正极支路，第二极支路为负极支路时，熔断保护装置中的熔丝的设置方式，还可如下所示：

请参见图4或图5，实际应用中，可以以所有电池的正极支路分别作为各自的第一支路，分别连接一个各自对应的熔丝，部分电池的负极支路分别作为各自的第二支路，先并联后均连接至同一共用的熔丝。

换言之，在变换器电池侧所连接的电池中，除了在每个电池的正极支路上，均设置有相应的熔丝外，对于电池的负极支路，可以将全部电池的负极支路划分为多个部分，也即进行分组，然后将各组中的负极支路先并联；针对每组并联后的负极支路，分别连接至各组同一共用的熔丝。

实际应用中，若假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，则该熔断保护装置中熔丝设置方式，可以如图4或者图5所示。图4和图5中，相同的是：各个电池的正极支路分别通过各自对应的一个熔丝连接DC/DC拓扑电池侧正极；并将全部电池的负极支路分为多组，且每组中的负极支路并联后通过一个共用的熔丝连接DC/DC拓扑电池侧负极；不同的是：图4中，至少有一组中的负极支路个数不同于其他组，而图5中各组中的负极支路个数均相同。

比如，假设电池的数量n＝10，以图4的方式，则可以将全部电池分为四组，三组中均含有3个电池的负极支路，剩余一组中仅含一个电池的负极支路；或者，也可以将全部电池分为四组，两组中均含有3个电池的负极支路，另外两组中均含有2个电池的负极支路。假设电池的数量n＝9，以图5的方式，则可以将全部电池的负极支路分为三组，每组由3个电池的负极支路组成。

需要说明的是，对电池分进行分组划分后连接共用熔丝的情况，并不仅限于上述或者图4和图5示出的方式，还可视具体应用环境和用户需求确定，本申请不作具体限定；无论如何进行分组划分，只要所需熔丝比现有所需熔丝数量少，能够达到减小熔断保护装置体积的方案，均属于本申请的保护范围。

采用上述方式，若假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，则该熔断保护装置需在正极支路上设置n个熔丝，在负极支路上设置熔丝的个数与对所有电池进行分组划分后的组数有关。

基于上述原理，相较于现有在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上设置熔丝的方式，本实施例所需的熔丝个数还是有所减少，同样能够在实现对电池和变换器的保护的前提下，达到降低保护装置所需成本、减小其所占体积和重量的目的。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在第一极支路为负极支路，第二极支路为正极支路时，熔断保护装置中的熔丝的设置方式，还可如下所示：

请参见图7，实际应用中，与图4示出的熔丝设置方式相反，可以以所有电池的负极支路分别作为各自的第一支路，分别连接一个各自对应的熔丝，部分电池的正极支路分别作为各自的第二支路，先并联后均连接至同一共用的熔丝。

也就是说，在变换器电池侧所连接的电池中，除了在每个电池的负极支路，均设置有相应的熔丝外，对于电池的正极支路，可以将全部电池的正极支路分为几组，然后，将各组中的正极支路先并联；针对组并联后的正极支路，分别连接至每组同一共用的熔丝。

例如，假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，如图7所示，各个电池的负极支路分别通过各自对应的一个熔丝连接DC/DC拓扑电池侧负极；并将全部电池的正极支路分为多组，且每组中的正极支路并联后通过一个共用的熔丝连接DC/DC拓扑电池侧正极；图7中，至少有一组中的正极支路个数不同于其他组，实际应用中，各组中的正极支路的个数也可以均相同(未进行图示)。

需要说明的是，对电池分进行分组后连接共用熔丝的情况，并不仅限于上述或者图7所示，还可视具体应用环境和用户需求确定，本申请不作具体限定；无论如何进行分组划分，只要所需熔丝比现有所需熔丝数量少，能够达到减小熔断保护装置体积的方案，均属于本申请的保护范围。

采用上述方式，若假设电池的数量为n，n为大于2的正整数，则该熔断保护装置需在负极支路上设置n个熔丝，在正极支路上设置熔丝的个数与对所有电池进行分组划分后的组数有关。

基于上述原理，相较于现有在每个电池正负极与DCDC变换器之间连接的每一回路上设置熔丝的方式，本实施例所需的熔丝个数还是有所减少，同样能够在实现对电池和变换器的保护的前提下，达到降低保护装置所需成本、减小其所占体积和重量的目的。

可选地，本申请另一实施例还提供了一种变换器，请参见图8，该变换器主要包括：

主电路101，以及，设置于主电路101电池侧的如上述任一实施例所述的熔断保护装置102。

实际应用中，该主电路101可以是DC/DC拓扑；当然，并不仅限于此，主电路101还可以是现有的其他结构，比如DC/AC拓扑，本申请对其具体结构不作限定，均属于本申请的保护范围。

需要说明的是，除了上述器件，该变换器还包括检测模块和控制器(未进行图示)。其中，检测模块设置于变换器的被检测端；检测模块的输出端与控制器的输入端相连；控制器的输出端与主电路的控制端相连。

实际应用中，检测模块可以用于检测该主电路101电池侧和/或逆变侧的电压和/或电流信息，进而能够获得熔断保护装置102的状态信息；控制器能够接收电压和/或电流信息以及该熔断保护装置102的状态信息，并根据相应信息控制变换器执行相应动作。

还需要说明的是，关于变换器中主电路101、检测模块和控制器的相关说明，还可以参见现有技术，本申请不再赘述。关于熔断保护装置102的相关说明，可参见图2至图7对应的实施例，此处不再赘述，均属于本申请的保护范围。

可选地，本申请另一实施例还提供了一种储能系统，请参见图9，该储能系统包括：

逆变器201、至少两个电池以及至少一个如上述任一实施例述的变换器202。

其中，变换器202的电池侧连接各个电池。

变换器202的逆变侧与逆变器201的直流侧相连。

实际应用中，当变换器202为多个时，其与逆变器201的连接方式如下：

(1)各个变换器202的逆变侧并联连接至逆变器201的直流母线。

(2)各个变换器202的逆变侧分别连接至逆变器201的直流侧对应端口。

换言之，当储能系统存在多个变换器202时，各个变换器202与逆变器201之间的连接方式可以视应用环境或者用户需求，从上述两种连接方式中选择任意一种。

需要说明的是，除了上述示出的多个变换器202与逆变器201的连接方式外，实际应用中，多个变换器202与逆变器201的连接方式，还可视其具体应用环境和用户需求自行确定即可，本申请对其不作限定，均属于本申请的保护范围。

还需要说明的是，关于变换器201的相关说明，可参见图8对应的实施例，此处不再赘述。关于储能系统中逆变器201和电池的相关说明，还可以参见现有技术，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

还需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种熔断保护装置，其特征在于，应用于储能系统中的变换器；所述熔断保护装置包括：多个熔丝；其中：

所述储能系统中所有电池的第一极支路，分别连接一个各自对应的熔丝；

存在多个电池的第二极支路，并联后均连接至同一共用的熔丝。

2.根据权利要求1所述的熔断保护装置，其特征在于，所述第一极支路为正极支路，所述第二极支路为负极支路。

3.根据权利要求1所述的熔断保护装置，其特征在于，所述第一极支路为负极支路，所述第二极支路为正极支路。

4.根据权利要求1-3任一项所述的熔断保护装置，其特征在于，第二极支路并联后均连接至同一共用的熔丝的所述多个电池，为所述储能系统中的所有电池。

5.根据权利要求1-3任一项所述的熔断保护装置，其特征在于，第二极支路并联后均连接至同一共用的熔丝的所述多个电池，为所述储能系统中的部分电池。

6.一种变换器，其特征在于，包括：主电路，以及，设置于所述主电路电池侧的如权利要求1-5任一项所述的熔断保护装置。

7.根据权利要求6所述的变换器，其特征在于，所述主电路为DC/DC拓扑。

8.根据权利要求6或7所述的变换器，其特征在于，还包括：检测模块和控制器；

所述检测模块设置于所述变换器的被检测端；

所述检测模块的输出端与所述控制器的输入端相连；

所述控制器的输出端与所述主电路的控制端相连。

9.一种储能系统，其特征在于，包括：逆变器、至少两个电池以及至少一个如权利要求6-8任一项所述的变换器；其中：

所述变换器的电池侧连接各个所述电池；

所述变换器的逆变侧与所述逆变器的直流侧相连。

10.根据权利要求9所述储能系统，其特征在于，所述变换器为多个时：

各个所述变换器的逆变侧并联连接至所述逆变器的直流母线；或者，各个所述变换器的逆变侧分别连接至所述逆变器的直流侧对应端口。

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