CN215221763U - 储能分闸保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能分闸保护系统，包括：至少一个充放电开关模块；至少一个电池簇，每一电池簇连接每一对应的充放电开关模块的一端，电池簇与充放电开关模块之间一一对应；至少一个簇隔离保护模块，每一簇隔离保护模块的一端分别连接至汇流母线，每一充放电开关模块的另一端连接每一对应的簇隔离保护模块的另一端，簇隔离保护模块与充放电开关模块之间一一对应；总隔离保护模块，总隔离保护模块的一端与汇流母线连接，总隔离保护模块的另一端用于与变流器连接；电池管理系统分别与总隔离保护模块、每一对应的充放电开关模块、每一对应的簇隔离保护模块连接。本申请技术方案能够保证维护人员的人身安全。

Description

储能分闸保护系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种储能分闸保护系统。

背景技术

电池管理系统(Battery Management System，BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等；通过电池管理系统对电池的充放电进行管理，保证电池系统运行的安全。储能系统是由多个电池簇汇流组成的，其能够实现对储能电站的工作状态进行全方位监控和能量调度管理；而电池簇是由多个PACK(PACK表示由多颗电芯通过串并联方式组成的电池模组)组成，即电池簇是将PACK通过串联方式组成的电池阵列，而一簇电池是一个独立的单元。

储能分闸保护技术通常是在储能电池箱的主电路汇流端上增加隔离开关，目的是断开各电池簇与汇流母线的电气连接，从而实现分闸保护功能。相关技术中，通过在储能电池箱的主电路汇流端上增加隔离开关，这种方式的隔离开关只起到对外隔离作用，在维护时，可能会因触碰到电池簇所在支路上的开关(例如簇接触器)而误合闸，从而导致电池放电的情况，危害维护人员的人身安全。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种储能分闸保护系统，能够保证维护人员的人身安全。

本申请实施例提供了一种储能分闸保护系统，包括：至少一个充放电开关模块；至少一个电池簇，每一所述电池簇连接每一对应的所述充放电开关模块的一端，所述电池簇与所述充放电开关模块之间一一对应；至少一个簇隔离保护模块，每一所述簇隔离保护模块的一端分别连接至汇流母线，每一所述充放电开关模块的另一端连接每一对应的所述簇隔离保护模块的另一端，所述簇隔离保护模块与所述充放电开关模块之间一一对应；总隔离保护模块，所述总隔离保护模块的一端与所述汇流母线连接，所述总隔离保护模块的另一端用于与变流器连接；电池管理系统，所述电池管理系统分别与所述总隔离保护模块、每一对应的所述充放电开关模块、每一对应的所述簇隔离保护模块连接；所述电池管理系统用于发送第一分闸指令给所述总隔离保护模块，或发送第二分闸指令给所述簇隔离保护模块，或发送第三分闸指令给所述充放电开关模块；所述总隔离保护模块用于接收所述第一分闸指令并进行分闸；所述簇隔离保护模块用于接收所述第二分闸指令并进行分闸；所述充放电开关模块用于接收所述第三分闸指令并进行分闸；所述电池管理系统还用于采集所述总隔离保护模块的开关状态并根据所述总隔离保护模块的开关状态检测所述总隔离保护模块是否分闸；所述电池管理系统还用于分别采集每一所述簇隔离保护模块的开关状态并根据每一所述簇隔离保护模块的开关状态检测对应的所述簇隔离保护模块是否分闸；所述电池管理系统还用于分别采集每一所述充放电开关模块的开关状态并根据每一所述充放电开关模块的开关状态检测对应的所述充放电开关模块是否分闸。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本申请实施例的储能分闸保护系统，包括至少一个充放电开关模块、至少一个电池簇、至少一个簇隔离保护模块、总隔离保护模块和电池管理系统，通过先控制总隔离保护模块的分断，再通过总隔离保护模块电气联动以自动控制各支路上的簇隔离保护模块或充放电开关模块的分断，从而实现由总隔离保护模块所在的主电路到各支路(即各电池簇所在的支路)的顺序分闸，使得对外(即对总隔离保护模块)或对内(即充放电开关模块、簇隔离保护模块或电池簇)隔离维护时更安全，从而保证维护人员的人身安全；在对储能分闸保护系统进行维护时，通过电池管理系统将总隔离保护模块锁定在分闸状态，此时每一电池簇所在的支路上的充放电开关模块或簇隔离保护模块均无法进行(远程或手动)合闸操作，使得对储能分闸保护系统的控制更为简便和合理。本申请的技术方案，能够保证维护人员的人身安全。

根据本申请的一些实施例，所述总隔离保护模块包括总隔离开关和第一熔断器，所述总隔离开关的一端和所述第一熔断器的一端连接，所述总隔离开关的另一端还用于与所述变流器连接，所述第一熔断器的另一端与所述汇流母线连接；所述电池管理系统用于采集所述总隔离开关的开关状态或所述第一熔断器的熔断状态，并根据所述总隔离开关的开关状态或所述第一熔断器的熔断状态检测所述总隔离开关是否分闸；所述电池管理系统还用于发送所述第一分闸指令给所述总隔离开关；所述总隔离开关用于接收所述第一分闸指令并进行分闸。

根据本申请的一些实施例，每一所述簇隔离保护模块均包括簇隔离开关和第二熔断器，每一所述簇隔离开关的一端分别连接至所述汇流母线，每一所述簇隔离开关的另一端连接每一对应的所述第二熔断器的一端，所述簇隔离开关与所述第二熔断器之间一一对应；每一所述第二熔断器的另一端连接每一对应的所述充放电开关模块的另一端，所述第二熔断器与所述充放电开关模块之间一一对应；所述电池管理系统用于分别采集每一所述簇隔离开关的开关状态，并根据每一所述簇隔离开关的开关状态检测对应的所述簇隔离开关是否分闸；所述电池管理系统还用于发送所述第二分闸指令给所述簇隔离开关；所述簇隔离开关用于接收所述第二分闸指令并进行分闸。

根据本申请的一些实施例，每一所述充放电开关模块均包括簇接触器，每一所述簇接触器的一端连接每一对应的所述电池簇，所述簇接触器与所述电池簇之间一一对应；每一所述簇接触器的另一端连接每一对应的所述第二熔断器的另一端，所述簇接触器与所述第二熔断器之间一一对应；每一所述簇接触器分别用于控制每一对应的所述电池簇的充放电状态；所述电池管理系统还用于发送所述第三分闸指令给所述簇接触器；所述簇接触器用于接收所述第三分闸指令并进行分闸。

根据本申请的一些实施例，所述变流器包括隔离变压器和储能变流器，所述总隔离保护模块的另一端还用于通过第一隔离开关与所述储能变流器连接，所述储能变流器通过第二隔离开关与所述隔离变压器连接，所述隔离变压器还用于通过抽出式隔离开关与电网连接。

根据本申请的一些实施例，所述总隔离开关包括分闸线圈、辅助触点。

根据本申请的一些实施例，所述电池簇包括多个串联的电池模组。

根据本申请的一些实施例，还包括云端服务器，所述电池管理系统与所述云端服务器通信连接，所述电池管理系统用于将采集的所述总隔离保护模块的开关状态、所述簇隔离保护模块的开关状态和所述充放电开关模块的开关状态发送给所述云端服务器。

本申请的附加方面和/或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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是相关技术中储能电池箱的主电路汇流端上增加总隔离开关的电路结构示意图；

图2是相关技术中储能电池箱中的每一电池簇的输出端上增加簇隔离开关的电路结构示意图；

图3是本申请一个实施例所提供的储能分闸保护系统的电路结构示意图；

图4是本申请另一实施例所提供的储能分闸保护系统的电路结构示意图；

图5是图4所示的储能分闸保护系统的电路原理图；

图6是本申请一个实施例所提供的储能分闸保护系统的流程示意图。

附图标记：

储能电池箱10、储能分闸保护系统100、总隔离保护模块110、簇隔离保护模块120、充放电开关模块130、电池管理系统140、电池簇150、电池模组160、汇流母线170、

变流器200、隔离变压器210、储能变流器220。

具体实施方式

本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三等词只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

储能分闸保护可以通过在储能电池箱10的主电路汇流端上增加总隔离开关QL1来实现，从而断开各电池簇150与汇流母线170之间的电气连接。具体参照图1，图1表示相关技术中的储能电池箱10的主电路汇流端上增加总隔离开关QL1的示意图。图1中的总隔离开关QL1连接在储能电池箱10的主电路汇流端上，但所设置的总隔离开关QL1只能起到对外(例如对变流器200)的隔离作用，在维护时，可能会因触碰到电池簇150所在支路上的簇接触器KM而误合闸，从而导致电池放电的情况，危害维护人员的人身安全。

储能分闸保护还可以通过在储能电池箱10中的每一电池簇150的输出端上分别增加簇隔离开关QL2来实现，从而断开各电池簇150与汇流母线170之间的电气连接。具体参照图2，图2表示相关技术中的储能电池箱10中的每一电池簇150的输出端上分别增加簇隔离开关QL2的示意图，即图2中的簇隔离开关QL2连接在每一对应的电池簇150的输出端上。然而，这种方式的储能分闸保护，每一电池簇150所在的支路上的簇隔离开关QL2只能起到隔离本簇电池簇150的对外输出，难以避免其他电池簇150或储能变流器220侧的直流母线电容放电而导致汇流母线170带电的情况，从而危害维护人员的人身安全。

基于此，本申请提出一种储能分闸保护系统，能够保证维护人员的人身安全。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参照图3，本申请实施例提供了一种储能分闸保护系统100，包括：至少一个充放电开关模块130、至少一个电池簇150、至少一个簇隔离保护模块120、总隔离保护模块110以及电池管理系统140。具体地，每一电池簇150连接每一对应的充放电开关模块130的一端，而电池簇150与充放电开关模块130之间一一对应；每一簇隔离保护模块120的一端分别连接至汇流母线170，每一充放电开关模块130的另一端连接每一对应的簇隔离保护模块120的另一端，簇隔离保护模块120与充放电开关模块130之间一一对应；总隔离保护模块110的一端与汇流母线170连接，总隔离保护模块110的另一端用于与变流器200连接；所设置的电池管理系统140分别与总隔离保护模块110、每一对应的充放电开关模块130、每一对应的簇隔离保护模块120连接。

可以理解的是，电池管理系统140能够采集总隔离保护模块110的开关状态，并根据总隔离保护模块110的开关状态来检测总隔离保护模块110是否分闸；例如，通过电池管理系统140采集到总隔离保护模块110的开关状态为开启状态时，则表示总隔离保护模块110已分闸，采集到总隔离保护模块110的开关状态为关闭状态时，则表示总隔离保护模块110未分闸。具体地，电池管理系统140能够下发第一分闸指令给总隔离保护模块110，总隔离保护模块110接收电池管理系统140发送的第一分闸指令后进行分闸。电池管理系统140实时采集总隔离保护模块110的开关状态，并根据总隔离保护模块110的开关状态来判断总隔离保护模块110的总分闸状态(总隔离保护模块110的总分闸状态包括总隔离保护模块110已分闸、总隔离保护模块110未分闸)；

可以理解的是，在总隔离保护模块110已分闸完成后，由图3所表示的电路原理可知，本申请实施例能够通过先控制总隔离保护模块110的分断，再通过总隔离保护模块110电气联动以自动控制各支路上的簇隔离保护模块120或充放电开关模块130的分断，从而实现由总隔离保护模块110所在的主电路到各支路(即各电池簇150所在的支路)的顺序分闸，使得对外(即对总隔离保护模块110)或对内(即充放电开关模块130、簇隔离保护模块120或电池簇150)隔离维护时更安全，从而保证维护人员的人身安全。即本申请实施例的分闸顺序可以为：先分断总隔离保护模块110，再控制各电池簇150所在的支路上的簇隔离保护模块120的分断，操作更简便。

具体地，通过电池管理系统140同时发送第二分闸指令给各个簇隔离保护模块120，而各个簇隔离保护模块120在接收第二分闸指令后立即进行分闸。而电池管理系统140实时采集每一个簇隔离保护模块120的开关状态，并根据每一个簇隔离保护模块120的开关状态来检测对应的簇隔离保护模块120是否分闸；例如，通过电池管理系统140采集到一个簇隔离保护模块120的开关状态为开启状态时，则表示该簇隔离保护模块120已分闸，采集到簇隔离保护模块120的开关状态为关闭状态时，则表示该簇隔离保护模块120未分闸。

可以理解的是，本申请实施例所设置的充放电开关模块130能够控制每一对应的电池簇150的充放电状态，即充放电开关模块130可作为每一对应的电池簇150的充放电的控制开关模块。

故在总隔离保护模块110已分闸完成后，通过电池管理系统140发送第三分闸指令给每一对应的充放电开关模块130，而各个充放电开关模块130在接收第三分闸指令后进行分闸。电池管理系统140实时采集每一充放电开关模块130的开关状态，并根据每一充放电开关模块130的开关状态来检测对应的充放电开关模块130是否分闸；例如，通过电池管理系统140采集到一个充放电开关模块130的开关状态为开启状态时，则表示该充放电开关模块130已分闸，采集到充放电开关模块130的开关状态为关闭状态时，则表示该充放电开关模块130未分闸。

本申请实施例的储能分闸保护系统100，所设置的电池管理系统140能够实现对总隔离保护模块110、簇隔离保护模块120和充放电开关模块130的分闸控制；在对储能分闸保护系统100进行维护时，还能够通过电池管理系统140将总隔离保护模块110锁定在分闸状态，此时每一电池簇150所在的支路上的充放电开关模块130或簇隔离保护模块120均无法进行(远程或手动)合闸操作，使得对储能分闸保护系统100的控制更为简便和合理。本申请的技术方案，能够保证维护人员的人身安全。

可以理解的是，除了能够利用电池管理系统140对总隔离保护模块110、簇隔离保护模块120和充放电开关模块130进行分闸控制外，还可以采用手动分闸的方式对总隔离保护模块110内的开关进行分闸控制。即通过本地实现对总隔离保护模块110的分闸控制，可以采用电池管理系统140和手动分闸这两种方式。

此外，还可以使用远程对总隔离保护模块110内的开关进行分闸控制，例如通过集控室的远程控制、或遥控远程控制、智能终端远程控制等方式实现对总隔离保护模块110内的开关的分闸控制。本申请通过本地(即电池管理系统140和手动分闸)、远程的多层控制管理形式，使得储能分闸隔离保护更安全，在紧急状态下可以进行快速分闸隔离保护。

在一些实施例中，还包括云端服务器，电池管理系统140与云端服务器通信连接，电池管理系统140还可以将采集的总隔离保护模块110的开关状态、簇隔离保护模块120的开关状态和充放电开关模块130的开关状态分别发送给云端服务器。所设置的云端服务器能够实时对总隔离保护模块110、簇隔离保护模块120或充放电开关模块130的开关状态进行监控，以便于维护人员通过后台能够对整个储能分闸保护系统100的分闸情况进行观察，从而便于维护人员根据监控情况及时作出必要措施。

参照图4，在一些实施例中，总隔离保护模块110包括总隔离开关QL1和第一熔断器Fuse1，总隔离开关QL1的一端和第一熔断器Fuse1的一端连接，总隔离开关QL1的另一端还用于与变流器200连接，第一熔断器Fuse1的另一端与汇流母线170连接。

可以理解的是，电池管理系统140能够采集总隔离开关QL1的开关状态或第一熔断器Fuse1的熔断状态，并根据总隔离开关QL1的开关状态或第一熔断器Fuse1的熔断状态检测总隔离开关QL1是否分闸。例如，第一熔断器Fuse1的熔断状态为熔断时，第一熔断器Fuse1将触发熔断信号，由于电池管理系统140实时检测第一熔断器Fuse1的熔断状态，通过电池管理系统140获取该熔断信号并根据熔断信号控制总隔离开关QL1进行分闸。

可以理解的是，电池管理系统140还可以将采集的总隔离开关QL1的开关状态和第一熔断器Fuse1的熔断状态发送给云端服务器，通过云端服务器实现对总隔离开关QL1的开关状态和第一熔断器Fuse1的熔断状态的实时监控。

可以理解的是，电池管理系统140还能够对总隔离开关QL1进行分闸控制，具体地，电池管理系统140发送第一分闸指令给总隔离开关QL1，总隔离开关QL1接收第一分闸指令并进行分闸。此外，还可以采用手动分闸的方式对总隔离开关QL1进行分闸控制。或者，还可以使用远程方式，例如通过集控室的远程控制，实现对总隔离开关QL1的分闸控制。此外还可以采用遥控远程控制、智能终端远程控制等方式实现远程分闸。

本申请实施例能够通过控制总隔离开关QL1的分断之后自动控制每一电池簇150所在的支路上的开关分闸，实现由总隔离开关QL1所在的主电路到各支路(即各电池簇150所在的支路)的顺序分闸，使得对外(即对总隔离开关QL1所在的主电路)或对内(即对充放电开关模块130、电池簇150或簇隔离保护模块120)隔离维护时更安全，从而保证维护人员的人身安全。

参照图4，在一些实施例中，每一簇隔离保护模块120均包括簇隔离开关QL2和第二熔断器Fuse2，每一簇隔离开关QL2的一端分别连接至汇流母线170，每一簇隔离开关QL2的另一端连接每一对应的第二熔断器Fuse2的一端，簇隔离开关QL2与第二熔断器Fuse2之间一一对应；每一第二熔断器Fuse2的另一端连接每一对应的充放电开关模块130的另一端，第二熔断器Fuse2与充放电开关模块130之间一一对应。

具体地，电池管理系统140能够采集每一簇隔离开关QL2的开关状态，并根据每一簇隔离开关QL2的开关状态检测对应的簇隔离开关QL2是否分闸。电池管理系统140还可以将采集的每一簇隔离开关QL2的开关状态发送给云端服务器，以通过云端服务器实现对每一簇隔离开关QL2的开关状态的实时监控。

在其他实施例中，电池管理系统140通过采集每一第二熔断器Fuse2的熔断状态，并根据每一第二熔断器Fuse2的熔断状态检测每一簇隔离开关QL2是否分闸，电池管理系统140还可以将采集的第二熔断器Fuse2的熔断状态发送给云端服务器。

可以理解的是，电池管理系统140还将发送第二分闸指令给簇隔离开关QL2；簇隔离开关QL2接收第二分闸指令后进行分闸。

参照图4，在一些实施例中，每一充放电开关模块130均包括簇接触器KM，每一簇接触器KM的一端连接每一对应的电池簇150，簇接触器KM与电池簇150之间一一对应；每一簇接触器KM的另一端连接每一对应的第二熔断器Fuse2的另一端，簇接触器KM与第二熔断器Fuse2之间一一对应。

可以理解的是，所设置的每一簇接触器KM分别用于控制每一对应的电池簇150的充放电状态。

而所设置的电池管理系统140还能够采集每一簇接触器KM的开关状态，并根据每一簇接触器KM的开关状态来检测对应的簇接触器KM是否分闸。电池管理系统140还可以将采集的每一簇接触器KM的开关状态发送给云端服务器，以通过云端服务器实现对每一簇接触器KM的开关状态的实时监控。

可以理解的是，电池管理系统140还将发送第三分闸指令给每一簇接触器KM；簇接触器KM接收第三分闸指令并进行分闸，以实现对每一簇接触器KM的分闸控制。

下面参考图4、图5以一个具体的实施例详细描述根据本申请实施例的储能分闸保护系统100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本申请的具体限制。

根据本申请实施例的储能分闸保护系统100，包括：

至少一个电池簇150；

至少一个簇隔离保护模块120，每一簇隔离保护模块120均包括簇隔离开关QL2和第二熔断器Fuse2；

至少一个充放电开关模块130，每一充放电开关模块130均包括簇接触器KM；

具体地，每一簇隔离开关QL2的一端分别连接至汇流母线170，每一簇隔离开关QL2的另一端连接每一对应的第二熔断器Fuse2的一端，簇隔离开关QL2与第二熔断器Fuse2之间一一对应；每一第二熔断器Fuse2的另一端连接每一对应的簇接触器KM的另一端，第二熔断器Fuse2与簇接触器KM之间一一对应；每一簇接触器KM的一端连接每一对应的电池簇150，簇接触器KM与电池簇150之间一一对应；每一簇接触器KM分别用于控制每一对应的电池簇150的充放电状态；

总隔离保护模块110，包括总隔离开关QL1和第一熔断器Fuse1，总隔离开关QL1的一端和第一熔断器Fuse1的一端连接，总隔离开关QL1的另一端还用于与变流器200连接，第一熔断器Fuse1的另一端与汇流母线170连接；

电池管理系统140，电池管理系统140用于分别采集总隔离开关QL1的开关状态、第一熔断器Fuse1的熔断状态、每一簇隔离开关QL2的开关状态和每一簇接触器KM的开关状态；电池管理系统140用于采集总隔离开关QL1的开关状态或第一熔断器Fuse1的熔断状态，并根据总隔离开关QL1的开关状态或第一熔断器Fuse1的熔断状态检测总隔离开关QL1是否分闸；电池管理系统140用于分别采集每一簇隔离开关QL2的开关状态，并根据每一簇隔离开关QL2的开关状态检测对应的簇隔离开关QL2是否分闸；电池管理系统140还用于采集每一簇接触器KM的开关状态，并根据每一簇接触器KM的开关状态检测对应的簇接触器KM是否分闸；

电池管理系统140还用于发送第一分闸指令给总隔离开关QL1，总隔离开关QL1用于接收第一分闸指令并进行分闸；电池管理系统140还用于发送第二分闸指令给每一簇隔离开关QL2，每一簇隔离开关QL2用于接收第二分闸指令并进行分闸；电池管理系统140还用于发送第三分闸指令给每一簇接触器KM，每一簇接触器KM用于接收第三分闸指令并进行分闸。

可以理解的是，电池簇150包括多个串联的电池模组160，电池模组160主要由多颗电芯通过串并联方式组成。

可以理解的是，参照图4，图中表示的是：多个电池簇150汇流对外输出到变流器200；对外所指的是以汇流母线170为准，所设置的总隔离保护模块110，总隔离保护模块110包括了总隔离开关QL1和第一熔断器Fuse1。内所指的是以汇流母线170为准，所设置的每条支路上的每个电池簇150、充放电开关模块130和簇隔离保护模块120，其中，充放电开关模块130包括簇接触器KM，所设置的簇接触器KM主要作为对应的每一电池簇150的充放电的控制开关；簇隔离保护模块120包括簇隔离开关QL2和第二熔断器Fuse2。所设置的电池管理系统140，能够将总隔离开关QL1的开关状态、簇接触器KM的开关状态、簇隔离开关QL2的开关状态和第一熔断器Fuse1的开关状态进行采集和分闸管理。

在一些实施例中，变流器200包括隔离变压器210和储能变流器220。总隔离保护模块110的另一端还用于通过第一隔离开关QL3与储能变流器220连接，储能变流器220通过第二隔离开关QL4与隔离变压器210连接，隔离变压器210还用于通过抽出式隔离开关QL5与电网连接。

具体参照图4，总隔离开关QL1的另一端通过第一隔离开关QL3与储能变流器220连接，储能变流器220通过第二隔离开关QL4与隔离变压器210连接，隔离变压器210还用于通过抽出式隔离开关QL5与电网连接。

参照图5，具体地，总隔离开关QL1包括分闸线圈SHT、辅助触点。所设置的中间继电器KA用于发送第一开关触发信号给簇隔离开关QL2；或者所设置的中间继电器KA还用于发送第二开关触发信号给簇接触器KM。具体的，中间继电器KA与簇接触器KM为串联连接关系，中间继电器KA与簇隔离开关QL2为并联连接关系。

本申请方案的分闸原理为：先控制总隔离开关QL1的分闸线圈SHT进行分闸，再由总隔离开关QL1的辅助触点电动联动以自动控制簇接触器KM和簇隔离开关QL2的分闸，总隔离开关QL1、簇接触器KM和簇隔离开关QL2在电路上为彼此独立的关系，每一电池簇150之间互不影响。

由图5的电路原理图可知，总隔离开关QL1在分闸状态时，即总隔离开关QL1的辅助触点在闭合状态下，例如总隔离开关QL1采用本地分闸方式(手动分闸)时，中间继电器KA的线圈将得电，此时中间继电器KA的辅助触点将进行动作。一方面，中间继电器KA的辅助触点动作，使得中间继电器KA发送第二开关触发信号给簇接触器KM，使得簇接触器KM的分闸线圈失电以进行簇接触器KM的分闸；另一方面，中间继电器KA的辅助触点动作，使得中间继电器KA发送第一开关触发信号给簇隔离开关QL2，使得簇隔离开关QL2的分闸线圈SHT1得电以进行簇隔离开关QL2的分闸，从而实现总隔离开关QL1分闸后，能够通过总隔离开关QL1电气联动以自动控制簇隔离开关QL2或簇接触器KM的分闸。

此外，电池管理系统140还可以实时采集总隔离开关QL1的开关状态、第一熔断器Fuse1的熔断状态、每一簇隔离开关QL2的开关状态和每一簇接触器KM的开关状态。电池管理系统140根据采集的总隔离开关QL1的开关状态或第一熔断器Fuse1的熔断状态或每一簇隔离开关QL2的开关状态或每一簇接触器KM的开关状态，来下发相应分闸指令。例如通过电池管理系统140发送第一分闸指令给总隔离开关QL1、发送第二分闸指令给簇隔离开关QL2和发送第三分闸指令给簇接触器KM。

参照图5，可以通过手动分闸、电池管理系统140这两种本地方式和远程方式来分别控制总隔离开关QL1的分闸，从而实现了通过控制总隔离开关QL1分闸后电气联动以控制各簇接触器KM或各簇隔离开关QL2的分闸，从而实现储能分闸隔离、保护效果。且由于储能电池的电池特性，对分闸隔离保护要求做到多层(例如本地和远程)分闸隔离，从主电路的总隔离保护再到各个支路上的隔离保护，本申请实施例在主电路进行总隔离保护时，能够控制各个支路上的开关(例如簇接触器KM、簇隔离开关QL2)不允许合闸，以确保维护人员在维护作业时，系统不会因外界不可控因素而带电，使系统隔离更安全，确保维护人员的安全性。

可以理解的是，本申请方案通过在主电路汇流端上增加总隔离开关QL1，其中，主电路汇流端指的是总隔离保护模块110(所设置的总隔离开关QL1和第一熔断器Fuse1)所在的主电路，在各支路(即各个电池簇150所在的支路)输出端增加簇隔离保护模块120(即所设置的簇隔离开关QL2)，目的是断开电池簇150与汇流母线170的电气连接。在一些实施例中，分闸顺序可以为先分断总隔离开关QL1，再通过电气联动控制各支路上的簇隔离开关QL2或簇接触器KM的分断，从而实现分闸保护，操作更简便，更具有安全性。

可以理解的是，本申请实施例的总隔离开关QL1在处于分闸状态时，所有的簇隔离开关QL2、簇接触器KM均无法进行(远程或手动)合闸操作。这样设置的目的是保证系统在维护时，不会因意外等不可控因素而导致整个系统上电，从而保证维护人员的人身安全。

可以理解的是，在总隔离开关QL1进行分闸时，应先将总负载分断后再进行分断各电池簇150上的簇隔离开关QL2或簇接触器KM，以确保各电池簇150所在的支路上的簇隔离开关QL2或簇接触器KM不带载分断，以延长簇隔离开关QL2或簇接触器KM的使用寿命。

可以理解的是，一个电池簇150所在的支路上的簇隔离开关QL2的分闸不会影响其他电池簇150的分闸或合闸，即每个电池簇150与每个电池簇150之间的隔离是独立的。

可以理解的是，电池管理系统140还能够采集总隔离开关QL1的开关状态、第一熔断器Fuse1的熔断状态、簇隔离开关QL2的开关状态和簇接触器KM的开关状态，并能够将采集的数据发送给云端服务器，确保储能分闸保护系统100中的各开关可靠分闸；通过将采集的数据发送给云端服务器，使得云端服务器能够对储能分闸保护系统100中的分闸情况进行实时监控和管理。

可以理解的是，当有一簇或多簇电池簇150存在故障时，电池管理系统140能够识别并锁定住存在故障的一簇或多簇电池簇150，且能够选择将故障的一簇或多簇电池簇150临时退出储能分闸保护系统100，以保证其他的电池簇150的正常运行，以避免维护人员在操作时导致误合闸，以将有故障的电池簇接入储能分闸保护系统100中，导致故障进一步扩大的情况。在一些实施例中，可以选择将一簇或多簇故障的电池簇150临时退出储能分闸保护系统100。

可以理解的是，本申请实施例对总隔离开关QL1的分闸的优先级最高，除了可以采用电池管理系统140对总隔离开关QL1进行分闸控制外，还可以采用手动分闸的方式、远程控制方式等，来对总隔离开关QL1进行分闸，且保证在异常情况下能够优先分断总隔离开关QL1。

可以理解的是，通过电池管理系统140能够采集总隔离保护模块110的开关状态，并根据电池管理系统140采集的总隔离保护模块110的开关状态来检测总隔离保护模块110是否分闸完成；通过电池管理系统140能够采集簇隔离保护模块120的开关状态，并根据电池管理系统140采集的簇隔离保护模块120的开关状态来检测簇隔离保护模块120是否分闸完成；通过电池管理系统140能够采集充放电开关模块130的开关状态，并根据电池管理系统140采集的充放电开关模块130的开关状态来检测充放电开关模块130是否分闸完成。

可以理解的是，本申请的电池管理系统140能够识别并锁定住存在故障的电池簇150，并且可以选择将故障的电池簇150临时退出储能分闸保护系统100，以保证其他的电池簇150的正常运行。在一些实施例中，可以选择将一簇或多簇故障的电池簇150临时退出储能分闸保护系统100。在一些实施例中，电池管理系统140还能够将故障的电池簇150的故障信息反馈给云端服务器，通过云端服务器再将该故障信息反馈给维护人员，以便维护人员及时采取维护措施。

下面参考图6以一个具体的实施例详细描述根据本申请实施例的储能分闸保护系统。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本申请的具体限制。

参照图6，可以通过手动分闸、电池管理系统140或远程分闸方式来控制总隔离开关QL1进行分闸(例如通过电池管理系统140发送的第一分闸指令)，此时总隔离开关QL1由合闸状态变为分闸状态，此时总隔离开关QL1的辅助触点由常开变为常闭。

为了使所有的电池簇150所在支路上的开关(簇隔离开关QL2或簇接触器KM)均不带载分断，则需先获取自总隔离开关QL1分闸完成后的时间段。检测时间段超过第一预设值时，则控制每一对应的簇隔离开关QL2进行分闸；检测时间段超过第二预设值时，则控制每一对应的簇接触器KM进行分闸；

可以理解的是，由于簇隔离保护模块120与其对应的充放电开关模块130位于对应的一个电池簇150所在的支路上，故当控制每一电池簇150所在的支路上的簇隔离保护模块120和充放电开关模块130进行分闸时，簇隔离保护模块120和充放电开关模块130的开始分闸到完成分闸时间为基本相同，故第一预设值可以等于第二预设值，如设置为20ms；在其他实施例中，还可以获取总隔离保护模块110在开始分闸到完成分闸时所需要的分闸时间，若分闸时间在预设范围内，则可判断总隔离保护模块110处于完全分断状态。可以理解的是，预设范围可以设置为20ms以下。在其他实施例中，还可以设置为其他数字，而不局限于本实施例。

此外，由于总隔离开关QL1在分闸状态时，总隔离开关QL1的辅助触点为常闭(例如通过手动分闸开启的总隔离开关QL1)。

根据上述可知总隔离开关QL1已分闸完成。由于总隔离开关QL1在分闸状态时，其辅助触点为常闭，此时中间继电器KA的线圈将得电，使得中间继电器KA的辅助触点进行动作。具体如下：

一方面，中间继电器KA的辅助触点动作，使得中间继电器KA发送第一开关触发信号给簇隔离开关QL2，使得簇隔离开关QL2的分闸线圈SHT1得电以进行簇隔离开关QL2的分闸；另一方面，中间继电器KA的辅助触点动作，使得中间继电器KA发送第二开关触发信号给簇接触器KM，使得簇接触器KM的分闸线圈失电以进行簇接触器KM的分闸；使得总隔离开关QL1进行分闸后，能够通过总隔离开关QL1电气联动以自动控制簇隔离开关QL2或簇接触器KM的分闸；

电池管理系统140还能够实时采集总隔离开关QL1的开关状态，并根据总隔离开关QL1的开关状态来检测总隔离开关QL1是否分闸；以及实时采集簇隔离开关QL2的开关状态，并根据簇隔离开关QL2的开关状态来检测簇隔离开关QL2是否分闸；以及实时采集簇接触器KM的开关状态，并根据簇接触器KM的开关状态来检测簇接触器KM是否分闸；

此外，电池管理系统140还能够采集第一熔断器Fuse1的熔断状态，并根据第一熔断器Fuse1的熔断状态来检测总隔离开关QL1是否分闸。

可以理解的是，电池管理系统140还可以将采集的总隔离开关QL1的开关状态、簇隔离开关QL2的开关状态、簇接触器KM的开关状态和第一熔断器Fuse1的熔断状态发送给云端服务器，以通过云端服务器实现实时对各开关的开关状态和第一熔断器Fuse1的熔断状态的监控。

本申请实施例通过控制总隔离开关QL1来自动控制每一电池簇150的簇隔离开关QL2、簇接触器KM的分闸，实现由总隔离开关QL1所在的主电路到各支路(即各电池簇150所在的支路)的顺序分闸，使得对外(即对总隔离开关QL1所在的主电路)或对内(即对充放电开关模块130、电池簇150或簇隔离保护模块120)隔离维护时更安全，从而保证维护人员的人身安全。

还可以理解的是，对比图2中的所有电池簇150在带载分闸时，所有的簇隔离开关QL2、簇接触器KM均无法实现同时分闸，这将导致最后一个电池簇150分闸时其所在支路上的簇隔离开关QL2、簇接触器KM所承受的电流剧增，容易导致直接损坏该簇隔离开关QL2或簇接触器KM，长此以往，所有簇隔离开关QL2或簇接触器KM的寿命将会大大缩减，维护成本增加。

而本申请实施例，在紧急停机或带载分闸时，先分断总隔离开关QL1，再分断每一电池簇150所在支路上的开关(簇隔离开关QL2、簇接触器KM)，即先分断总负载，所有电池簇150所在支路上的开关不带载分断，从而能够延长支路上的各开关(簇隔离开关QL2、簇接触器KM)的使用寿命，减少维护成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体地”、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申请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。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨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，均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种储能分闸保护系统，其特征在于，包括：

至少一个充放电开关模块；

至少一个电池簇，每一所述电池簇连接每一对应的所述充放电开关模块的一端，所述电池簇与所述充放电开关模块之间一一对应；

至少一个簇隔离保护模块，每一所述簇隔离保护模块的一端分别连接至汇流母线，每一所述充放电开关模块的另一端连接每一对应的所述簇隔离保护模块的另一端，所述簇隔离保护模块与所述充放电开关模块之间一一对应；

总隔离保护模块，所述总隔离保护模块的一端与所述汇流母线连接，所述总隔离保护模块的另一端用于与变流器连接；

电池管理系统，所述电池管理系统分别与所述总隔离保护模块、每一对应的所述充放电开关模块、每一对应的所述簇隔离保护模块连接；

所述电池管理系统用于发送第一分闸指令给所述总隔离保护模块，或发送第二分闸指令给所述簇隔离保护模块，或发送第三分闸指令给所述充放电开关模块；所述总隔离保护模块用于接收所述第一分闸指令并进行分闸；所述簇隔离保护模块用于接收所述第二分闸指令并进行分闸；所述充放电开关模块用于接收所述第三分闸指令并进行分闸；所述电池管理系统还用于采集所述总隔离保护模块的开关状态并根据所述总隔离保护模块的开关状态检测所述总隔离保护模块是否分闸；所述电池管理系统还用于分别采集每一所述簇隔离保护模块的开关状态并根据每一所述簇隔离保护模块的开关状态检测对应的所述簇隔离保护模块是否分闸；所述电池管理系统还用于分别采集每一所述充放电开关模块的开关状态并根据每一所述充放电开关模块的开关状态检测对应的所述充放电开关模块是否分闸。

2.根据权利要求1所述的储能分闸保护系统，其特征在于，所述总隔离保护模块包括总隔离开关和第一熔断器，所述总隔离开关的一端和所述第一熔断器的一端连接，所述总隔离开关的另一端还用于与所述变流器连接，所述第一熔断器的另一端与所述汇流母线连接；所述电池管理系统用于采集所述总隔离开关的开关状态或所述第一熔断器的熔断状态，并根据所述总隔离开关的开关状态或所述第一熔断器的熔断状态检测所述总隔离开关是否分闸；所述电池管理系统还用于发送所述第一分闸指令给所述总隔离开关；所述总隔离开关用于接收所述第一分闸指令并进行分闸。

3.根据权利要求1所述的储能分闸保护系统，其特征在于，每一所述簇隔离保护模块均包括簇隔离开关和第二熔断器，每一所述簇隔离开关的一端分别连接至所述汇流母线，每一所述簇隔离开关的另一端连接每一对应的所述第二熔断器的一端，所述簇隔离开关与所述第二熔断器之间一一对应；每一所述第二熔断器的另一端连接每一对应的所述充放电开关模块的另一端，所述第二熔断器与所述充放电开关模块之间一一对应；所述电池管理系统用于分别采集每一所述簇隔离开关的开关状态，并根据每一所述簇隔离开关的开关状态检测对应的所述簇隔离开关是否分闸；所述电池管理系统还用于发送所述第二分闸指令给所述簇隔离开关；所述簇隔离开关用于接收所述第二分闸指令并进行分闸。

4.根据权利要求3所述的储能分闸保护系统，其特征在于，每一所述充放电开关模块均包括簇接触器，每一所述簇接触器的一端连接每一对应的所述电池簇，所述簇接触器与所述电池簇之间一一对应；每一所述簇接触器的另一端连接每一对应的所述第二熔断器的另一端，所述簇接触器与所述第二熔断器之间一一对应；每一所述簇接触器分别用于控制每一对应的所述电池簇的充放电状态；所述电池管理系统还用于发送所述第三分闸指令给所述簇接触器；所述簇接触器用于接收所述第三分闸指令并进行分闸。

5.根据权利要求1所述的储能分闸保护系统，其特征在于，所述变流器包括隔离变压器和储能变流器，所述总隔离保护模块的另一端还用于通过第一隔离开关与所述储能变流器连接，所述储能变流器通过第二隔离开关与所述隔离变压器连接，所述隔离变压器还用于通过抽出式隔离开关与电网连接。

6.根据权利要求2所述的储能分闸保护系统，其特征在于，所述总隔离开关包括分闸线圈、辅助触点。

7.根据权利要求1所述的储能分闸保护系统，其特征在于，所述电池簇包括多个串联的电池模组。

8.根据权利要求1所述的储能分闸保护系统，其特征在于，还包括云端服务器，所述电池管理系统与所述云端服务器通信连接，所述电池管理系统用于将采集的所述总隔离保护模块的开关状态、所述簇隔离保护模块的开关状态和所述充放电开关模块的开关状态发送给所述云端服务器。

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