CN215646237U - 一种储能装置的电池管理系统 - Google Patents

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谭增强
牛国平
蒙毅
赵越
刘玺璞
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Abstract

一种储能装置的电池管理系统，包括电池簇、单体电池管理单元、电池组管理单元、电池簇管理单元、能量管理系统、储能变流器以及控制盒；其中，电池簇与单体电池管理单元相连，单体电池管理单元与控制盒均与电池组管理单元相连，电池组管理单元、储能变流器以及能量管理系统均与电池簇管理单元相连。本实用新型可以对电池模拟量高精度监测；采用本装置，基于电池组日常运行数据的离散性特点，可以通过神经网络算法，估算每节电池容量SOC和健康状态SOH。

Description

一种储能装置的电池管理系统
技术领域
本实用新型属于储能领域，具体涉及一种储能装置的电池管理系统。
背景技术
大型储能系统电站可应用于发电侧或电网侧的调频调峰或削峰填谷，其中储能电站的电池管理系统(BMS)实现对电池运行状态量(电压、电流、温度、绝缘等)的监测，进而实现对电池状态剩余电量(SOC)、电池健康状态(SOH)的分析和评估，对电池组(堆)实现均衡管理、控制、故障告警、保护及通讯管理的系统装置。在BMS控制系统中，系统在进行均衡控制过程中，无法对控制范围进行限制，对电池过度的充电放电会损害电池的健康，缩短电池寿命，降低电池的使用效率。
通过电池的SOC值进行电池健康状态预测，通过电池电量反应电池的健康程度，对电池进行评价时，单一的评价因子无法准确的反应出电池健康状况，易产生误差结果，无法对电池的健康程度进行正确和及时的掌握判断。
因此，需要一种可以提高系统控制效率和有利于电池健康状态的一种储能装置的电池管理系统。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种储能装置的电池管理系统，提高系统控制效率和有利于电池健康状态，可实现电池组的安全、高效、稳定、经济的使用。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种储能装置的电池管理系统，包括电池簇、单体电池管理单元、电池组管理单元、电池簇管理单元、能量管理系统、储能变流器以及控制盒；
其中，电池簇与单体电池管理单元相连，单体电池管理单元与控制盒均与电池组管理单元相连，电池组管理单元、储能变流器以及能量管理系统均与电池簇管理单元相连。
本实用新型进一步的改进在于，电池簇管理单元还连接有一体化监控模块。
本实用新型进一步的改进在于，一体化监控模块与电池簇管理单元通过RS485电缆相连。
本实用新型进一步的改进在于，电池簇管理单元通过CAN总线与电池组管理单元相连。
本实用新型进一步的改进在于，电池簇管理单元通过CAN总线与储能变流器相连。
本实用新型进一步的改进在于，电池簇管理单元通过以太网RJ45与能量管理系统相连。
本实用新型进一步的改进在于，电池组管理单元通过CAN总线与单体电池管理单元相连。
本实用新型进一步的改进在于，储能变流器与电池管理系统相连。
本实用新型进一步的改进在于，控制盒内部集成有电池簇断路器、熔断器、电池簇直流接触器、预充电电阻、预充电接触器以及分流器；控制盒输入来自电池总正、总负；输出至储能变流器。
本实用新型进一步的改进在于，电池簇直流接触器和预充电接触器一端均与电池正极相连，电池簇直流接触器另一端与熔断器一端相连，预充电接触器的另一端经预充电电阻与熔断器一端相连，熔断器的另一端与电池簇断路器相连，分流器一端与电池负极相连，另一端与电池簇断路器相连。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：本实用新型通过设置电池簇、单体电池管理单元、电池组管理单元、电池簇管理单元、能量管理系统、储能变流器以及控制盒；电池簇与单体电池管理单元相连，单体电池管理单元与控制盒均与电池组管理单元相连，电池组管理单元、储能变流器以及能量管理系统均与电池簇管理单元相连，可以对电池模拟量高精度监测；采用本装置，基于电池组日常运行数据的离散性特点，可以通过神经网络算法，估算每节电池容量SOC和健康状态SOH。
进一步的，采用CAN总线，提高了抗干扰能力和速度；系统具有USB/RS485/RJ45隔离通讯接口，可实时数据通讯和数据共享。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1为电池簇，2为单体电池管理单元，3为电池组管理单元，4为电池簇管理单元，5为一体化监控模块，6为能量管理系统，7为储能变流器，8为控制盒，9为预充电接触器，10为预充电电阻，11为熔断器，12为电池簇断路器，13为电池簇直流接触器，14为分流器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本实用新型中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参见图1，本实用新型的一种储能装置的电池管理系统，包括：电池簇1、单体电池管理单元(BMU)2、电池组管理单元(BCMU)3、电池簇管理单元(BAMU)4、一体化监控模块5、能量管理系统(EMS)6、储能变流器(PCS)7、控制盒8、预充电接触器9、预充电电阻10、熔断器11、电池簇断路器12、电池簇直流接触器13以及分流器14。
其中，电池簇管理单元4是电池管理系统的总成控制模块。电池簇管理单元4通过CAN总线与电池组管理单元3相连，电池组管理单元3将电池的详细信息(单体电压、温度、总压、电流、绝缘、报警信息、继电器信息等)传递给电池簇管理单元4。
电池簇管理单元4分别通过CAN总线与PCS(储能变流器7)相连，电池簇管理单元4通过以太网(RJ45)与能量管理系统(EMS)6相连。电池簇管理单元4通过以太网(RJ45)与能量管理系统6双向通讯。电池簇管理单元4上传参数包括：单体电池电压、电池组电压、充放电电流、单体最大SOC、单体最小SOC、单体最小SOH；电池组SOC、单体最大温度、单体最小温度、环境温度，以及电池异常告警、保护等。
能量管理系统6接收参数包括：电压的保护设定值、报警设定值，温度的保护设定值、报警设定值，SOC的保护设定值、报警设定值等。
电池簇管理单元4与储能变流器7单向通信，储能变流器7与电池管理系统相连，储能变流器7接到电池管理系统(BMS)信息后应进行相应的保护动作。电池簇管理单元4发送的信息包括：电池组的最大SOC、最小SOC、电池组最大可充电量、最大可放电量、环境温度、电池最小SOH等。
电池组管理单元3通过CAN总线与单体电池管理单元2相连，电池组管理单元3获取所有单体电池管理单元2的单体电压与温度信息。电池组管理单元3与控制盒8相连，控制盒8内部集成电池簇断路器12、熔断器11、电池簇直流接触器13、预充电电阻10、预充电接触器9以及分流器14等；输入来自电池总正、总负；输出至储能变流器7。具体的，电池簇直流接触器13和预充电接触器9一端均与电池正极相连，电池簇直流接触器13另一端与熔断器11一端相连，预充电接触器9的另一端经预充电电阻10与熔断器11一端相连，熔断器11的另一端与电池簇断路器12相连，分流器14一端与电池负极相连，另一端与电池簇断路器12相连。
电池组管理单元3具备电池簇1的电流采集，总电压采集，漏电检测，并进行报警判断，在电池组状态发生异常时断开高压功率接触器，使电池簇1退出运行，保障电池安全使用。
一体化监控模块5与电池簇管理单元4通过RS485电缆相连，一体化监控模块5向给电池簇管理单元4上报环境因素与安全状况(温度、湿度、消防、防盗、空调状态)，电池簇管理单元4将这些参数上传至能量管理系统6，可以远程监控空调的加热和制冷状态，当检测到该状态量超过设定的安全阈值，及时向能量管理系统6报警。
电池簇管理单元4执行策略控制，根据状态与策略，控制各组电池组的投入或断开，具体的如何控制属于本领域的公知技术。
以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (10)

1.一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，包括电池簇(1)、单体电池管理单元(2)、电池组管理单元(3)、电池簇管理单元(4)、能量管理系统(6)、储能变流器(7)以及控制盒(8)；
其中，电池簇(1)与单体电池管理单元(2)相连，单体电池管理单元(2)与控制盒(8)均与电池组管理单元(3)相连，电池组管理单元(3)、储能变流器(7)以及能量管理系统(6)均与电池簇管理单元(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池簇管理单元(4)还连接有一体化监控模块(5)。
3.根据权利要求2所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，一体化监控模块(5)与电池簇管理单元(4)通过RS485电缆相连。
4.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池簇管理单元(4)通过CAN总线与电池组管理单元(3)相连。
5.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池簇管理单元(4)通过CAN总线与储能变流器(7)相连。
6.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池簇管理单元(4)通过以太网RJ45与能量管理系统(6)相连。
7.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池组管理单元(3)通过CAN总线与单体电池管理单元(2)相连。
8.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，储能变流器(7)与电池管理系统相连。
9.根据权利要求1所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，控制盒(8)内部集成有电池簇断路器(12)、熔断器(11)、电池簇直流接触器(13)、预充电电阻(10)、预充电接触器(9)以及分流器(14)；控制盒输入来自电池总正、总负；输出至储能变流器(7)。
10.根据权利要求9所述的一种储能装置的电池管理系统，其特征在于，电池簇直流接触器(13)和预充电接触器(9)一端均与电池正极相连，电池簇直流接触器(13)另一端与熔断器(11)一端相连，预充电接触器(9)的另一端经预充电电阻(10)与熔断器(11)一端相连，熔断器(11)的另一端与电池簇断路器(12)相连，分流器(14)一端与电池负极相连，另一端与电池簇断路器(12)相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024083002A1 (zh) * 2022-10-19 2024-04-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 储能系统和储能系统的管理方法

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