CN215120157U - 一种带加热功能的智能储能系统及储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带加热功能的智能储能系统及储能装置，包括：BMS电池管理子系统、太阳能充电MPPT控制子系统及离网逆变子系统；BMS电池管理子系统包括第一控制模块、第一电源模块、电池组模块、有线通讯模块、采集模块、均衡模块、电流检测模块、第一显示模块、绝缘检测模块、继电器控制模块及加热控制模块；有线通讯模块包括第一有线通讯单元、第二有线通讯单元及第三有线通讯单元；采集模块、均衡模块及第一显示模块通过有线通讯模块、电流检测模块、绝缘检测模块、加热控制模块及继电器控制模块与第一控制模块电连接；继电器控制模块用于与电池组模块电连接。本实用新型保证了家庭储能系统的正常工作，可靠性高。

Description

一种带加热功能的智能储能系统及储能装置

技术领域

本实用新型涉及储能系统控制技术领域，尤其涉及一种带加热功能的智能储能系统及储能装置。

背景技术

随着智能化、信息化时代的到来，用电需求大大增加。而国家节能，绿色环保的提出，家庭储能系统也逐步被应用到全国各地。但由于某些地方的极端低温天气，比如北部漠河曾达到-52.3℃，而目前特制的低温锂电池正常的工作温度最低也只能达到-40℃，在温度过低的情况下会影响储能系统的工作性能，或者无法工作甚至损坏。因此，发明一种带加热功能的智能储能系统成为该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种带加热功能的智能储能系统及储能装置。

第一方面，本实用新型公开了一种带加热功能的智能储能系统，包括BMS 电池管理子系统、太阳能充电MPPT控制子系统及离网逆变子系统；所述太阳能充电MPPT控制子系统与所述离网逆变子系统电连接，所述离网逆变子系统与所述BMS电池管理子系统电连接，所述BMS电池管理子系统与所述太阳能充电MPPT 控制子系统电连接；所述BMS电池管理子系统包括第一控制模块、第一电源模块、电池组模块、有线通讯模块、采集模块、均衡模块、电流检测模块、第一显示模块、绝缘检测模块、继电器控制模块及加热控制模块；所述第一控制模块、所述有线通讯模块、所述采集模块、所述均衡模块、所述电流检测模块、所述第一显示模块、所述绝缘检测模块、所述继电器控制模块及所述加热控制模块分别与所述第一电源模块电连接；所述有线通讯模块包括第一有线通讯单元、第二有线通讯单元及第三有线通讯单元；所述采集模块通过所述第一有线通讯单元与所述第一控制模块电连接，所述均衡模块通过所述第二有线通讯单元与所述第一控制模块电连接，所述第一显示模块通过所述第三有线通讯单元与所述第一控制模块电连接；所述电流检测模块、所述绝缘检测模块、所述加热控制模块及所述继电器控制模块分别与所述第一控制模块电连接；所述继电器控制模块用于与所述电池组模块电连接。

优选地，所述加热控制模块包括感温探头及加热单元；所述感温探头及所述加热单元分别与所述第一控制模块电连接；所述感温探头用于探测储能装置温度并反馈给所述第一控制模块，所述第一控制模块依据储能装置温度控制所述加热单元进行加热。

优选地，所述太阳能充电MPPT控制子系统包括第二控制模块、锂电池、第二电源模块、开关单元、霍尔传感单元及第二显示模块；所述开关单元分别与太阳能电池板、所述第二电源模块、所述第二控制模块及所述锂电池电连接，所述霍尔传感单元分别与所述太阳能电池板、所述第二电源模块、所述第二控制模块及所述锂电池电连接，所述第二控制模块分别与所述第二显示模块及所述第二电源模块电连接。

优选地，所述太阳能充电MPPT控制子系统还包括保护单元；所述保护单元与所述第二控制模块电连接。

优选地，所述离网逆变子系统包括第三控制模块、隔离电源模块、非隔离电源模块、第三显示模块、IGBT驱动器、IGBT全桥变换器、光耦隔离模块、电流电压检测模块及接口转换隔离模块；所述第三显示模块及所述第三控制模块分别与所述隔离电源模块电连接，所述IGBT驱动器分别与所述第三控制模块及所述非隔离电源模块电连接，所述IGBT全桥变换器与所述IGBT驱动器电连接；所述光耦隔离模块与所述第三控制模块电连接，所述电流电压检测模块分别与所述IGBT全桥变换器及所述光耦隔离模块电连接；所述接口转换隔离模块分别与所述隔离电源模块及所述第三控制模块电连接，所述接口转换隔离模块用于接入监控终端。

优选地，所述BMS电池管理子系统还包括参数修正模块；所述参数修正模块通过所述有线通讯模块与所述第一控制模块电连接；所述参数修正模块用于实现电池管理子系统的参数修正、程序设定及状态监控功能。

第二方面，本实用新型公开了一种储能装置，包括第一方面所述的带加热功能的智能储能系统，包括储能箱体，所述储能箱体包括框体、前壳、后壳、左壳及右壳，所述框体底部设有导向轮；所述前壳的一侧通过第一固定件与所述框体固定连接，所述左壳的一侧通过第二固定件与所述框体固定连接，所述后壳及所述右壳固定于所述框体上；所述后壳上设有散热机构；所述后壳底部设有AC插座、AC/DC座、太阳能连接座、市电开关及电池开关；所述箱体内设有若干个结构相同的第一柜体，若干个所述第一柜体内设有所述电池组模块；所述第一柜体上设有第二柜体，所述BMS电池管理子系统集成设置于所述第二柜体内；所述储能箱体的侧边处设有用于容纳所述离网逆变子系统的第三柜体；所述第一柜体的上方设有LCD显示屏。

本实用新型的一种带加热功能的智能储能系统具有如下有益效果，本实用新型公开的一种带加热功能的智能储能系统包括：BMS电池管理子系统、太阳能充电MPPT控制子系统及离网逆变子系统；所述太阳能充电MPPT控制子系统与所述离网逆变子系统电连接，所述离网逆变子系统与所述BMS电池管理子系统电连接，所述BMS电池管理子系统与所述太阳能充电MPPT控制子系统电连接；所述BMS电池管理子系统包括第一控制模块、第一电源模块、电池组模块、有线通讯模块、采集模块、均衡模块、电流检测模块、第一显示模块、绝缘检测模块、继电器控制模块及加热控制模块；所述第一控制模块、所述有线通讯模块、所述采集模块、所述均衡模块、所述电流检测模块、所述第一显示模块、所述绝缘检测模块、所述继电器控制模块及所述加热控制模块分别与所述第一电源模块电连接；所述有线通讯模块包括第一有线通讯单元、第二有线通讯单元及第三有线通讯单元；所述BMS电池管理子系统中通过所述有线通讯模块与分布式电池实时通信，获取单体电池电压、绝缘电阻等系统参数；通过所述采集模块采集充放电电流，动态计算电池SOC，并通过所述第一显示模块显示相关数据；所述均衡模块用于实现系统充放电均衡；所述继电器控制模块用于实现所述电池组模块的开关控制功能,实现对充放电的二级保护，确保强弱电有效隔离，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运转；所述加热控制模块利用感温探头对储能装置的箱体温度进行检测；当箱体温度低于-20℃以下时，加热控制模块则会控制安装于电池模块周围的加热装置，以使用电池模块的温度能恒定在电池的正常工作温度范围内，保证电池模块的可靠工作；所述离网逆变子系统通过太阳能光伏组件进行电能汇聚流，转向逆变器进行直流转换成交流，且在所述逆变控制子系统工作过程中进行转换过程监测、控制和通信，以保证逆变电压满足指标要求；所述太阳能充电MPPT控制子系统用于将太阳能电池板发出的直流电有效的贮存在蓄电池中，并追踪最高电压电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池进行充电。因此，本实用新型既具备大型储能系统的功能，又实现了系统的可移动及可拼接性，同时保证了家庭储能系统的正常工作，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种带加热功能的智能储能系统的原理示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的一种带加热功能的智能储能系统的BMS电池管理子系统的原理框图；

图3是本实用新型较佳实施例的一种带加热功能的智能储能系统的太阳能充电MPPT控制子系统的原理框图；

图4是本实用新型较佳实施例的一种带加热功能的智能储能系统的离网逆变子系统的原理框图；

图5是本实用新型较佳实施例的一种带加热功能的智能储能系统的储能装置的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一

本实用新型较佳实施例的如图1及图2所示，包括BMS电池管理子系统1、太阳能充电MPPT控制子系统2及离网逆变子系统3；所述太阳能充电MPPT控制子系统2与所述离网逆变子系统3电连接，所述离网逆变子系统3与所述BMS 电池管理子系统1电连接，所述BMS电池管理子系统1与所述太阳能充电MPPT 控制子系统2电连接；所述BMS电池管理子系统1包括第一控制模块11、第一电源模块12、电池组模块13、有线通讯模块14、采集模块15、均衡模块16、电流检测模块17、第一显示模块18、绝缘检测模块19、继电器控制模块20及加热控制模块B；所述第一控制模块11、所述有线通讯模块14、所述采集模块 15、所述均衡模块16、所述电流检测模块17、所述第一显示模块18、所述绝缘检测模块19、所述继电器控制模块20及所述加热控制模块B分别与所述第一电源模块12电连接；所述有线通讯模块14包括第一有线通讯单元141、第二有线通讯单元142及第三有线通讯单元143；所述采集模块15通过所述第一有线通讯单元141与所述第一控制模块11电连接，所述均衡模块16通过所述第二有线通讯单元142与所述第一控制模块11电连接，所述第一显示模块18通过所述第三有线通讯单元143与所述第一控制模块11电连接；所述电流检测模块17、所述绝缘检测模块19、所述加热控制模块B及所述继电器控制模块20分别与所述第一控制模块11电连接；所述继电器控制模块20用于与所述电池组模块13 电连接。所述BMS电池管理子系统1中通过所述有线通讯模块14与分布式电池实时通信，获取单体电池电压、绝缘电阻等系统参数；通过所述采集模块15采集充放电电流，动态计算电池SOC，并通过所述第一显示模块18显示相关数据；所述均衡模块16用于实现系统充放电均衡；所述继电器控制模块20用于实现所述电池组模块13的开关控制功能,实现对充放电的二级保护，确保强弱电有效隔离，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运转；所述加热控制模块B利用感温探头对储能装置的箱体温度进行检测；当箱体温度低于 -20℃以下时，加热控制模块B则会控制安装于电池模块周围的加热装置，以使用电池模块的温度能恒定在电池的正常工作温度范围内，保证电池模块的可靠工作；所述离网逆变子系统3通过太阳能光伏组件进行电能汇聚流，转向逆变器进行直流转换成交流，且在所述逆变控制子系统工作过程中进行转换过程监测、控制和通信，以保证逆变电压满足指标要求；所述太阳能充电MPPT控制子系统2用于将太阳能电池板发出的直流电有效的贮存在蓄电池中，并追踪最高电压电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池进行充电。因此，本实用新型既具备大型储能系统的功能，又实现了系统的可移动及可拼接性，同时保证了家庭储能系统的正常工作，可靠性高。

优选地，所述加热控制模块B包括感温探头及加热单元；所述感温探头及所述加热单元分别与所述第一控制模块11电连接；所述感温探头用于探测储能装置温度并反馈给所述第一控制模块11，所述第一控制模块11依据储能装置温度控制所述加热单元进行加热。因此，本实用新型能保证电池的正常可靠的工作。

优选地，请参阅图3，所述太阳能充电MPPT控制子系统2包括第二控制模块21、锂电池22、第二电源模块23、开关单元24、霍尔传感单元25及第二显示模块26；所述开关单元24分别与太阳能电池板A、所述第二电源模块23、所述第二控制模块21及所述锂电池22电连接，所述霍尔传感单元25分别与所述太阳能电池板、所述第二电源模块23、所述第二控制模块21及所述锂电池22 电连接，所述第二控制模块21分别与所述第二显示模块26及所述第二电源模块23电连接。在本实施例中，所述开关单元24设为场效应管.在另一个优选地实施例中，所述开关单元可以设置为IGBT或BJT，在此不作具体限定。

优选地，所述太阳能充电MPPT控制子系统2还包括保护单元27；所述保护单元27与所述第二控制模块21电连接。

优选地，请参阅图4，所述离网逆变子系统3包括第三控制模块31、隔离电源模块32、非隔离电源模块33、第三显示模块34、IGBT驱动器35、IGBT全桥变换器36、光耦隔离模块37、电流电压检测模块38及接口转换隔离模块39；所述第三显示模块34及所述第三控制模块31分别与所述隔离电源模块32电连接，所述IGBT驱动器35分别与所述第三控制模块31及所述非隔离电源模块33 电连接，所述IGBT全桥变换器36与所述IGBT驱动器35电连接；所述光耦隔离模块37与所述第三控制模块31电连接，所述电流电压检测模块38分别与所述IGBT全桥变换器36及所述光耦隔离模块37电连接；所述接口转换隔离模块 39分别与所述隔离电源模块32及所述第三控制模块31电连接，所述接口转换隔离模块39用于接入监控终端。在本实施例中，所述隔离电源模块22型号为 LHxx-10B24，所述非隔离电源模块33型号设为K7805-500R3或B0503XT-2WR2，用于可抑制电磁干扰和消除接地环路,保护系统电路免受外部网络影响；所述接口转换隔离模块39型号为TD501D485H RS485，所述IGBT驱动器35型号为 QP12W08S-37。在另一个优选地实施例中，所述隔离电源模块32、非隔离电源模块33、所述接口转换隔离模块39及所述IGBT驱动器型号35不作具体限定。

优选地，所述BMS电池管理子系统1还包括参数修正模块；所述参数修正模块通过所述有线通讯模块14与所述第一控制模块11电连接；所述参数修正模块用于实现电池管理子系统的参数修正、程序设定及状态监控功能。

实施例二

本实用新型公开了一种储能装置，请参阅图5，包括实施例一所述的带加热功能的智能储能系统，包括储能箱体，所述储能箱体包括框体、前壳、后壳、左壳及右壳，所述框体底部设有导向轮30；所述前壳的一侧通过第一固定件与所述框体固定连接，所述左壳的一侧通过第二固定件与所述框体固定连接，所述后壳及所述右壳固定于所述框体上；所述后壳上设有散热机构101；所述后壳底部设有AC插座102、AC/DC座103、太阳能连接座104、市电开关105及电池开关106；所述箱体内设有若干个结构相同的第一柜体，若干个所述第一柜体内设有所述电池组模块13；所述第一柜体上设有第二柜体，所述BMS电池管理子系统1集成设置于所述第二柜体内；所述储能箱体的侧边处设有用于容纳所述离网逆变子系统3的第三柜体；因此本实用新型的储能装置结构一体化，集成度高。所述第一柜体的上方设有LCD显示屏107，用于显示系统的工作参数以及监视系统的工作状态、报警信息和电池组模块中各个电池的状态。可以理解的是，所述电池组模块中的单体磷酸铁锂电池包可以独立简单拆卸，储能装置整机为一个完整的可移动机柜，电池端与逆变器端都可打开直接进行维护，方便高效。

综上所述，本实用新型所提供的一种带加热功能的智能储能系统包括BMS 电池管理子系统1、太阳能充电MPPT控制子系统2及离网逆变子系统3；所述 BMS电池管理子系统1中通过所述有线通讯模块14与分布式电池实时通信，获取单体电池电压、绝缘电阻等系统参数；通过所述采集模块15采集充放电电流，动态计算电池SOC，并通过所述第一显示模块18显示相关数据；所述均衡模块 16用于实现系统充放电均衡；所述继电器控制模块20用于实现所述电池组模块 13的开关控制功能,实现对充放电的二级保护，确保强弱电有效隔离，满足客户多样化的安全控制需求，保障系统稳定高效地运转；所述加热控制模块B利用感温探头对储能装置的箱体温度进行检测；当箱体温度低于-20℃以下时，加热控制模块B则会控制安装于电池模块周围的加热装置，以使用电池模块的温度能恒定在电池的正常工作温度范围内，保证电池模块的可靠工作；所述离网逆变子系统3通过太阳能光伏组件进行电能汇聚流，转向逆变器进行直流转换成交流，且在所述逆变控制子系统工作过程中进行转换过程监测、控制和通信，以保证逆变电压满足指标要求；所述太阳能充电MPPT控制子系统2用于将太阳能电池板发出的直流电有效的贮存在蓄电池中，并追踪最高电压电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池进行充电。因此，本实用新型既具备大型储能系统的功能，又实现了系统的可移动及可拼接性，同时保证了家庭储能系统的正常工作，可靠性高。

以上对本实用新型所提供的一种带加热功能的智能储能系统及储能装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，包括：BMS电池管理子系统、太阳能充电MPPT控制子系统及离网逆变子系统；所述太阳能充电MPPT控制子系统与所述离网逆变子系统电连接，所述离网逆变子系统与所述BMS电池管理子系统电连接，所述BMS电池管理子系统与所述太阳能充电MPPT控制子系统电连接；所述BMS电池管理子系统包括第一控制模块、第一电源模块、电池组模块、有线通讯模块、采集模块、均衡模块、电流检测模块、第一显示模块、绝缘检测模块、继电器控制模块及加热控制模块；所述第一控制模块、所述有线通讯模块、所述采集模块、所述均衡模块、所述电流检测模块、所述第一显示模块、所述绝缘检测模块、所述继电器控制模块及所述加热控制模块分别与所述第一电源模块电连接；所述有线通讯模块包括第一有线通讯单元、第二有线通讯单元及第三有线通讯单元；所述采集模块通过所述第一有线通讯单元与所述第一控制模块电连接，所述均衡模块通过所述第二有线通讯单元与所述第一控制模块电连接，所述第一显示模块通过所述第三有线通讯单元与所述第一控制模块电连接；所述电流检测模块、所述绝缘检测模块、所述加热控制模块及所述继电器控制模块分别与所述第一控制模块电连接；所述继电器控制模块用于与所述电池组模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述加热控制模块包括感温探头及加热单元；所述感温探头及所述加热单元分别与所述第一控制模块电连接；所述感温探头用于探测储能装置温度并反馈给所述第一控制模块，所述第一控制模块依据储能装置温度控制所述加热单元进行加热。

3.根据权利要求1所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述太阳能充电MPPT控制子系统包括第二控制模块、锂电池、第二电源模块、开关单元、霍尔传感单元及第二显示模块；所述开关单元分别与太阳能电池板、所述第二电源模块、所述第二控制模块及所述锂电池电连接，所述霍尔传感单元分别与所述太阳能电池板、所述第二电源模块、所述第二控制模块及所述锂电池电连接，所述第二控制模块分别与所述第二显示模块及所述第二电源模块电连接。

4.根据权利要求3所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述太阳能充电MPPT控制子系统还包括保护单元；所述保护单元与所述第二控制模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述离网逆变子系统包括第三控制模块、隔离电源模块、非隔离电源模块、第三显示模块、IGBT驱动器、IGBT全桥变换器、光耦隔离模块、电流电压检测模块及接口转换隔离模块；所述第三显示模块及所述第三控制模块分别与所述隔离电源模块电连接，所述IGBT驱动器分别与所述第三控制模块及所述非隔离电源模块电连接，所述IGBT全桥变换器与所述IGBT驱动器电连接；所述光耦隔离模块与所述第三控制模块电连接，所述电流电压检测模块分别与所述IGBT全桥变换器及所述光耦隔离模块电连接；所述接口转换隔离模块分别与所述隔离电源模块及所述第三控制模块电连接，所述接口转换隔离模块用于接入监控终端。

6.根据权利要求1所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述BMS电池管理子系统还包括参数修正模块；所述参数修正模块通过所述有线通讯模块与所述第一控制模块电连接；所述参数修正模块用于实现电池管理子系统的参数修正、程序设定及状态监控功能。

7.一种储能装置，应用于权利要求1-6任一所述的一种带加热功能的智能储能系统，其特征在于，所述带加热的智能储能系统还包括：储能箱体，所述储能箱体包括框体、前壳、后壳、左壳及右壳，所述框体底部设有导向轮；所述前壳的一侧通过第一固定件与所述框体固定连接，所述左壳的一侧通过第二固定件与所述框体固定连接，所述后壳及所述右壳固定于所述框体上；所述后壳上设有散热机构；所述后壳底部设有AC插座、AC/DC座、太阳能连接座、市电开关及电池开关；所述箱体内设有若干个结构相同的第一柜体，若干个所述第一柜体内设有所述电池组模块；所述第一柜体上设有第二柜体，所述BMS电池管理子系统集成设置于所述第二柜体内；所述储能箱体的侧边处设有用于容纳所述离网逆变子系统的第三柜体；所述第一柜体的上方设有LCD显示屏。

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