CN214707187U

CN214707187U - 储能系统

Info

Publication number: CN214707187U
Application number: CN202022806020.1U
Authority: CN
Inventors: 李伟超; 李鹏飞; 田华
Original assignee: Blue Valley Smart Beijing Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Blue Valley Smart Beijing Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2030-11-27

Abstract

本实用新型公开了一种储能系统，储能系统包括：多个电池包，多个电池包中的每个电池包的总正极与直流母线的正极相连，每个电池包的总负极与直流母线的负极相连，其中，每个电池包包括电池单元、总正继电器、总负继电器以及对总正继电器和总负继电器进行故障检测的检测单元；多个总控开关，多个总控开关与多个电池包一一对应且每个总控开关串联在相应电池包的总正极与直流母线的正极之间。由此，通过控制多个总控开关的开关与闭合，避免检测单元误判总正继电器和总负继电器黏连故障，从而，确保储能系统正常上电，提升储能系统的稳定性和可靠性。

Description

储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池管理领域，特别是一种储能系统。

背景技术

目前，动力电池在退役之后可以进行梯次利用，能够最大限度地利用退役动力电池的能源，且有利于节能环保，因此，在电动汽车领域运用广泛。

然而，为了使模块能够进行大功率运行，通常采用并联使用梯次电池的方式进行供电，导致在梯次电池利用过程中，造成继电器黏连的误判，使梯次电池无法正常上电。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种储能系统，能够确保储能系统正常上电，提升储能系统的稳定性和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的储能系统，包括：多个电池包，所述多个电池包中的每个电池包的总正极与直流母线的正极相连，所述每个电池包的总负极与所述直流母线的负极相连，其中，所述每个电池包包括电池单元、总正继电器、总负继电器以及对所述总正继电器和所述总负继电器进行故障检测的检测单元；多个总控开关，所述多个总控开关与所述多个电池包一一对应且每个总控开关串联在相应电池包的总正极与所述直流母线的正极之间。

根据本实用新型的储能系统，多个电池包中的每个电池包的总正极与直流母线的正极相连，每个电池包的总负极与直流母线的负极相连，其中，每个电池包包括电池单元、总正继电器、总负继电器以及对总正继电器和总负继电器进行故障检测的检测单元，以及多个总控开关与多个电池包一一对应且每个总控开关串联在相应电池包的总正极与直流母线的正极之间。由此，通过控制多个总控开关的开关与闭合，避免检测单元误判总正继电器和总负继电器黏连故障，从而，确保储能系统正常上电，提升储能系统的稳定性和可靠性。

另外，根据本实用新型上述的储能系统，还可以具有如下的附加技术特征：

在一些示例中，所述总正继电器的一端与所述电池单元的正极相连，所述总正继电器的另一端与所述电池包的总正极相连；所述总负继电器的一端与所述电池单元的负极相连，所述总负继电器的另一端与所述电池包的总负极相连。在一些示例中，所述每个电池包还包括预充电电阻和预充电继电器，其中，所述预充电电阻的一端与所述电池单元的正极相连；所述预充电继电器的一端与所述预充电电阻的另一端相连，所述预充电继电器的另一端与所述电池包的总正极相连。

在一些示例中，所述检测单元包括：第一电压检测单元，所述第一电压检测单元的一端与所述电池单元的正极相连，所述第一电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连；第二电压检测单元，所述第二电压检测单元的一端与所述预充电电阻的另一端相连，所述第二电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连；第三电压检测单元，所述第三电压检测单元的一端与所述电池包的总正极相连，所述第三电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连。

在一些示例中，所述每个电池包还包括：电池管理单元，所述电池管理单元与相应电池包的总正继电器、总负电器和检测单元分别相连，所述电池管理单元用以在所述电池包上电和下电时根据所述检测单元的检测结果对所述总正继电器和所述总负继电器进行故障检测。

在一些示例中，储能系统还包括：控制单元，所述控制单元与所述每个电池包的电池管理单元和所述多个总控开关分别相连，所述控制单元用以在所述电池包上电时通过相应电池管理单元确定所述总正继电器和所述总负继电器未故障后控制相应总控开关闭合，以及在所述电池包下电时控制相应总控开关断开后通过相应电池管理单元确定所述总正继电器和所述总负继电器是否故障。

在一些示例中，每个总控开关为继电器。

在一些示例中，电池单元包括多个单芯电池，多个单芯电池串联和/或并联连接。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的储能系统的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的储能系统的电气原理图；

图3是根据本实用新型一个实施例的储能系统的方框示意图。

附图标记：

储能系统1000；

电池包10、总控开关20、直流母线30、控制单元40；

电池单元101、总正继电器102、总负继电器103、预充电电阻104、预充电继电器105、检测单元110、第一检测电压单元111、第二检测电压单元112、第三电压检测单元113、电流检测单元114。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的储能系统。

图1是根据本实用新型实施例的储能系统的方框示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提出的储能系统1000，包括：多个电池包10和多个总控开关20。

具体地，如图2所示，每个电池包10的总正极与直流母线30的正极相连，每个电池包10的总负极与直流母线30的负极相连，其中，每个电池包10包括电池单元101、总正继电器102、总负继电器103以及对总正继电器102和总负继电器103进行故障检测的检测单元110，以及多个总控开关20与多个电池包10一一对应且每个总控开关20串联在相应电池包10的总正极与直流母线30的正极之间。

可选地，每个总控开关10可为继电器，电池单元101可包括多个单芯电池，多个单芯电池串联和/或并联连接。

具体而言，在本发明的实施例中，每个电池包10可通过检测单元110对总正继电器102和总负继电器103进行故障检测，并通过控制串联在相应电池包10的总正极和直流母线30的正极之间的每个总控开关20闭合与断开，以控制多个电池包10依次上电或下电，从而，避免检测单元110误判总正继电器102和总负继电器103黏连故障，确保储能系统1000正常上电，提升储能系统1000的稳定性和可靠性。

应理解的是，储能系统1000中的电池包10在并联使用时，为了防止单个电池包10在接入直流母线30时，与其他接入直流母线30的电池包10存在电压差而形成环流，可以在控制每个电池包10上电之前，通过外部电源充电等方式调节电池包10中的电池单元101的电压，以使得每个电池包10的电压相同，从而，有效避免电池包10之间形成环流，进一步提升储能系统1000的稳定性和可靠性。

进一步地，如图2所示，总正继电器102的一端与电池单元101的正极相连，总正继电器102的另一端与电池包10的总正极相连，以及，总负继电器103的一端与电池单元的101负极相连，总负继电器的另一端与电池包10的总负极相连。

具体地，本实用新型的储能系统1000可以通过控制总正继电器102和总负继电器103的闭合或断开，控制每个电池包10中的电池单元101与直流母线30之间的导通或关断。

进一步地，如图2所示，每个电池包10还包括预充电电阻104和预充电继电器105，其中，预充电电阻104的一端与电池单元101的正极相连；预充电继电器105的一端与预充电电阻104的另一端相连，预充电继电器105的另一端与电池包10的总正极相连。

需要说明的是，由于直流母线30的负载用电器可能为电机等大电容设备，若直接控制电池单元101和直流母线30导通，会导致电池单元101和直流母线30的电压差过大，造成电路故障。为此，本实用新型实施例中通过设置预充电电阻104和预充电继电器105，以在电池单元101和直流母线30导通之前，通过闭合预充电继电器105对电池单元101电压进行调整，例如，通过外部电源对电池单元101进行充电，并当电池单元101电压与直流母线30两端的电压相同或相近后，控制总正继电器102和总负继电器103闭合上电，同时，断开预充电继电器105，从而，避免储能系统1000由于电池单元101和直流母线30的电压差过大而发生电路故障，进一步提升储能系统1000的稳定性和可靠性。

进一步地，如图2所示，检测单元110还包括：第一电压检测单元111、第二电压检测单元112和第三电压检测单元113。

具体地，如图2所示，第一电压检测单元111的一端与电池单元101的正极相连，第一电压检测单元111的另一端与电池单元101的负极相连；第二电压检测单元112的一端与预充电电阻104的一端相连，第二电压检测单元112的另一端与电池单元101的负极相连；第三电压检测单元113的一端与电池包101的总正极相连，第三电压检测单元113的另一端与电池单元101的负极相连。

需要说明的是，第一电压检测单元111用于检测电池单元101两端的电压，第二电压检测单元112和第三电压检测单元113用于进行总正继电器102和总负继电器103的故障检测，具体而言，当第二电压检测单元112和第三电压检测单元113的检测电压相等时，可认为总正继电器102和总负继电器103为闭合状态；当第二电压检测单元112和第三电压检测单元113的检测电压不相等时，可认为总正继电器102和总负继电器103为关断状态。

应理解的是，当总正继电器102和总负继电器103断开时，在本实用新型实施例中，在每个电池包10上电时，先控制总正继电器102和总负继电器103闭合，再控制总控开关20闭合，从而，在总正继电器102和总负继电器103闭合之后，总控开关20闭合之前，有效断开第三电压检测单元113与直流母线30之间的检测回路，避免第三电压检测单元113误将直流母线30的电压检测为上一电池包10的电池单元101的电压，防止误判总正继电器102和总负继电器103的黏连故障，从而，确保储能系统1000正常上电，提升储能系统1000的稳定性和可靠性。

可选地，在本发明的实施例中，如图2所示，检测单元110还可包括电流检测单元114，用于检测电池单元101的电流。

图3是根据本实用新型一个实施例的储能系统的方框示意图。

进一步地，如图3所示，每个电池包10还包括：电池管理单元120，电池管理单元120与相应电池包10的总正继电器102、总负电器103和检测单元110分别相连，电池管理单元120用以在电池包10上电和下电时根据检测单元110的检测结果对总正继电器102和总负继电器103进行故障检测。

具体地，电池包10下电，即控制总正继电器102和总负继电器103断开时，若检测单元110中的第三电压检测单元113和第二电压检测单元112具有相同的电压，则电池管理单元120可根据检测单元110的检测结果，判断总正继电器102和总负继电器103发生黏连故障；电池包10上电，即控制总正继电器102和总负继电器103闭合时，若检测单元110中的第三电压检测单元113没有检测到电压，则电池管理单元120可根据检测单元110的检测结果，判断总正继电器102和总负继电器103发生断路故障。

进一步地，如图3所示，储能系统1000还包括：控制单元40。

具体地，控制单元40与每个电池包10的电池管理单元120和多个总控开关20分别相连，控制单元40用以在电池包10上电时通过相应电池管理单元120确定总正继电器102和总负继电器103未故障后控制相应总控开关20闭合，以及在电池包10下电时控制相应总控开关20断开后通过相应电池管理单元120确定总正继电器102和总负继电器103是否黏连故障。

也就是说，在电池包10上电时通过相应电池管理单元120确定总正继电器102和总负继电器103未故障后，通过控制单元40控制相应总控开关20闭合，以确保储能系统1000正常上电，以及在电池包10下电时通过控制单元40控制相应总控开关20断开后，以通过相应电池管理单元120确定总正继电器102和总负继电器103是否出现黏连故障，确保储能系统1000正常下电。

综上，根据本实用新型的储能系统，多个电池包中的每个电池包的总正极与直流母线的正极相连，每个电池包的总负极与直流母线的负极相连，其中，每个电池包包括电池单元、总正继电器、总负继电器以及对总正继电器和总负继电器进行故障检测的检测单元，以及多个总控开关与多个电池包一一对应且每个总控开关串联在相应电池包的总正极与直流母线的正极之间。由此，通过控制多个总控开关的开关与闭合，避免检测单元误判总正继电器和总负继电器黏连故障，从而，确保储能系统正常上电，提升储能系统的稳定性和可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种储能系统，其特征在于，包括：

多个电池包，所述多个电池包中的每个电池包的总正极与直流母线的正极相连，所述每个电池包的总负极与所述直流母线的负极相连，其中，所述每个电池包包括电池单元、总正继电器、总负继电器以及对所述总正继电器和所述总负继电器进行故障检测的检测单元；

多个总控开关，所述多个总控开关与所述多个电池包一一对应且每个总控开关串联在相应电池包的总正极与所述直流母线的正极之间。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

所述总正继电器的一端与所述电池单元的正极相连，所述总正继电器的另一端与所述电池包的总正极相连；

所述总负继电器的一端与所述电池单元的负极相连，所述总负继电器的另一端与所述电池包的总负极相连。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述每个电池包还包括预充电电阻和预充电继电器，其中，

所述预充电电阻的一端与所述电池单元的正极相连；

所述预充电继电器的一端与所述预充电电阻的另一端相连，所述预充电继电器的另一端与所述电池包的总正极相连。

4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述检测单元包括：

第一电压检测单元，所述第一电压检测单元的一端与所述电池单元的正极相连，所述第一电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连；

第二电压检测单元，所述第二电压检测单元的一端与所述预充电电阻的另一端相连，所述第二电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连；

第三电压检测单元，所述第三电压检测单元的一端与所述电池包的总正极相连，所述第三电压检测单元的另一端与所述电池单元的负极相连。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的储能系统，其特征在于，所述每个电池包还包括：

电池管理单元，所述电池管理单元与相应电池包的总正继电器、总负电器和检测单元分别相连，所述电池管理单元用以在所述电池包上电和下电时根据所述检测单元的检测结果对所述总正继电器和所述总负继电器进行故障检测。

6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，还包括：

控制单元，所述控制单元与所述每个电池包的电池管理单元和所述多个总控开关分别相连，所述控制单元用以在所述电池包上电时通过相应电池管理单元确定所述总正继电器和所述总负继电器未故障后控制相应总控开关闭合，以及在所述电池包下电时控制相应总控开关断开后通过相应电池管理单元确定所述总正继电器和所述总负继电器是否故障。

7.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述每个总控开关为继电器。

8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电池单元包括多个单芯电池，所述多个单芯电池串联和/或并联连接。