CN215835150U - 储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能系统，包括：至少一个能量积木、功率管理系统以及能量管理系统，其中，每个能量积木均包括高压系统和控制系统，高压系统包括电池簇和与电池簇相连的电压转换单元，控制系统包括与电池簇相连的电池簇管理系统和与电压转换单元相连的电压控制单元；功率管理系统与每个能量积木的电压控制单元相连，用以对每个能量积木的电压控制单元进行管控；能量管理系统与功率管理系统和每个能量积木的电池簇管理系统相连，用以对功率管理系统和每个能量积木的电池簇管理系统进行管控。由此，不仅可以通过搭建能量积木的方式提高整车电池包用于储能系统的灵活性及可扩展性，而且可以通过能量管理系统实现各能量积木的统一调度。

Description

储能系统

技术领域

本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

目前新能源车辆退役电池包数量较多，维护成本较高，而将整车电池包直接用于储能系统不仅可以降低维护成本，而且可以最大程度地发挥每块电池包的剩余价值。但是在整车电池包应用过程中发现，由于新能源车型众多、电池包型号繁多，导致利用整车电池包组成的储能系统灵活性以及可扩展性较差，进而造成储能系统的开发成本过高。

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，本实用新型的目的在于提出一种储能系统，该系统不仅可以通过搭建能量积木的方式提高整车电池包用于储能系统的灵活性及可扩展性，而且可以通过能量管理系统实现各能量积木的统一调度，并保证电池簇管理系统与电压控制单元相互之间通信不交叉。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种储能系统，包括：至少一个能量积木，每个能量积木均包括高压系统和控制系统，高压系统包括电池簇和与电池簇相连的电压转换单元，控制系统包括与电池簇相连的电池簇管理系统和与电压转换单元相连的电压控制单元，电池簇管理系统用以对电池簇进行管控，电压控制单元用以对电压转换单元进行管控以对电池簇进行充放电；功率管理系统，功率管理系统与每个能量积木的电压控制单元相连，用以对每个能量积木的电压控制单元进行管控；能量管理系统，能量管理系统与功率管理系统和每个能量积木的电池簇管理系统相连，用以对功率管理系统和每个能量积木的电池簇管理系统进行管控，以对储能系统进行整体管控。

根据本实用新型实施例的储能系统，可以根据实际能量/功率需求，搭建适当的能量积木，并通过能量管理系统与功率管理系统以及每个能量积木的电池簇管理系统相连，以实现对每个能量积木的电池簇管理系统以及电压控制单元的管控。由此，不仅可以通过搭建能量积木的方式提高整车电池包用于储能系统的灵活性及可扩展性，而且可以通过能量管理系统实现各能量积木的统一调度，并保证电池簇管理系统与电压控制单元相互之间通信不交叉。

根据本实用新型的一个实施例，电池簇包括至少一个电池包和对应每个电池包设置的电池管理系统，电池管理系统与电池包和电池簇管理系统分别相连，用以对电池包进行管控。

根据本实用新型的一个实施例，电池簇还包括对应每个电池包设置的电池包管理单元，电池包管理单元与电池管理系统和电池簇管理系统分别相连，用以对电池管理系统进行管控。

根据本实用新型的一个实施例，至少一个电池包串联和/或并联连接。

根据本实用新型的一个实施例，电压转换单元包括DCDC变换器和DCAC变换器，DCDC变换器与电池簇和DCAC变换器分别相连，DCDC变换器用以对电池簇进行直流之间的电压转换，DCAC变换器用以对电池簇进行直流与交流之间的电压转换；电压控制单元包括DCDC控制器和DCAC控制器，DCDC控制器与DCDC变换器相连，用以对DCDC变换器进行管控，DCAC控制器与DCAC变换器相连，用以对DCAC变换器进行管控，以对电池簇进行充放电。

根据本实用新型的一个实施例，上述的储能系统还包括：空调系统，空调系统与能量管理系统相连，能量管理系统还用以通过空调系统对储能系统进行温度调控。

根据本实用新型的一个实施例，上述的储能系统还包括：水浸系统，水浸系统与能量管理系统相连，能量管理系统还用以通过水浸系统对储能系统进行放水管理。

根据本实用新型的一个实施例，上述的储能系统还包括：门禁系统，门禁系统与能量管理系统相连，能量管理系统还用以通过门禁系统对储能系统进行用户安全管理。

根据本实用新型的一个实施例，上述的储能系统还包括：消防系统，消防系统与能量管理系统相连，能量管理系统还用以通过消防系统对储能系统进行事故安全管理。

根据本实用新型的一个实施例，上述的储能系统还包括：云平台，云平台与能量管理系统相连，能量管理系统还用以将储能系统的运行信息上传至云平台。

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为根据本实用新型一个实施例的储能系统的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一个实施例的储能系统的结构示意图；

图3为根据本实用新型又一个实施例的储能系统的结构示意图。

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提出的储能系统。

图1为根据本实用新型一个实施例的储能系统的结构示意图。参考图1所示，该储能系统包括：至少一个能量积木、功率管理系统2000和能量管理系统3000。

其中，每个能量积木均包括高压系统和控制系统，高压系统包括电池簇和与电池簇相连的电压转换单元，控制系统包括与电池簇相连的电池簇管理系统和与电压转换单元相连的电压控制单元，电池簇管理系统用以对电池簇进行管控，电压控制单元用以对电压转换单元进行管控以对电池簇进行充放电；功率管理系2000与每个能量积木1000的电压控制单元相连，用以对每个能量积木的电压控制单元进行管控；能量管理系统3000与功率管理系统2000和每个能量积木1000的电池簇管理系统相连，用以对功率管理系统2000和每个能量积木的电池簇管理系统进行管控，以对储能系统进行整体管控。

具体来说，能量积木可包括一个或者更多个，具体可根据实际能量/功率需求选择设置，比如数量较少的能量积木可以用来做小型充电宝、家庭应急电源；中等数量的能量积木可以用作移动充电车；足够多数量的能量积木可以用作MWh级储能系统。作为一个具体示例，参考图1所示，该储能系统包括两个能量积木，分别为能量积木1100和能量积木1200，其中能量积木1100的高压系统包括电池簇110和与电池簇110相连的电压转换单元120，控制系统包括与电池簇110相连的电池簇管理系统210和与电压转换单元120相连的电压控制单元220；能量积木1200的高压系统包括电池簇310和与电池簇310相连的电压转换单元320，控制系统包括与电池簇310相连的电池簇管理系统410和与电压转换单元320相连的电压控制单元420。若增加其他能量积木，可以依次类推，增加相应的各个模块。

在储能系统工作时，能量管理系统3000可以发送控制指令给功率管理系统2000，由功率管理系统2000发送相应控制指令至各个电压控制单元，以使各个电压控制单元控制相应电压转换单元工作，以对相应电池簇进行充电或放电，如由电网给电池簇充电或将电池簇的能量传递给电网，同时各个电池簇的电池簇管理系统还将相应电池簇的信息实时上传至能量管理系统3000，实现对各个电池簇的实时监控。

需要说明的是，能量积木1100的电池簇管理系统210以及能量积木1200的电池簇管理系统410直接与能量管理系统3000相连，以实现能量管理系统3000对每个能量积木电池簇的直接通信，而能量积木1100的电压控制单元220以及能量积木1200的电压控制单元420首先连接到功率管理系统2000，再通过功率管理系统2000连接到能量管理系统3000，最终实现能量管理系统3000对每个能量积木中的电压控制单元的管控，也就是说，各个能量积木的电池簇管理系统与电压控制单元相互之间通信不交叉，均接受能量管理系统3000的统一调度，由能量管理系统3000对储能系统进行整体管控。并且，上述的储能系统还采用了模块化的设计思路，可以使各个能量积木之间相互独立，因此当某一能量积木出现故障时，不影响其它能量积木的正常运行，从而保证了该储能系统运行的平稳性。

根据本实用新型实施例的储能系统，可以根据实际能量/功率需求，搭建适当的能量积木，并通过能量管理系统与功率管理系统以及每个能量积木的电池簇管理系统相连，以实现对每个能量积木的电池簇管理系统以及电压控制单元的管控。由此，不仅可以通过搭建能量积木的方式提高整车电池包用于储能系统的灵活性及可扩展性，而且可以通过能量管理系统实现各能量积木的统一调度，并保证电池簇管理系统与电压控制单元相互之间通信不交叉。

在一些实施例中，电池簇包括至少一个电池包和对应每个电池包设置的电池管理系统，电池管理系统与电池包和电池簇管理系统分别相连，用以对电池包进行管控。其中，一个电池包即为一个能量颗粒，多个能量颗粒可以进行串并联组合，即至少一个电池包串联和/或并联连接，以组合成一个电池簇，优选的，多个能量颗粒并联组合，即至少一个电池包并联连接，这样当某一个电池包出现故障时，不会影响其它电池包的正常运行，从而进一步保证了储能系统运行的平稳性。

进一步的，电池簇还包括对应每个电池包设置的电池包管理单元，电池包管理单元与电池管理系统和电池簇管理系统分别相连，用以对电池管理系统进行管控。

具体来说，以图2所示为例，包括两个能量积木，分别为能量积木1100和能量积木1200，能量积木1100的电池簇110包括两个并联的电池包，分别为电池包10和电池包20，电池包10经过电池管理系统11以及电池包管理单元12与电池簇管理系统210相连，电池包20则经过电池管理系统21以及电池包管理单元22与电池簇管理系统210相连，能量积木1200具有类似的电池包以及连接方式，此处不再赘述。

在储能系统工作时，电池包将自身的状态信息传输至电池管理系统，由电池管理系统将电池包信息上传给电池包管理单元，电池包管理单元负责电池包信息的上传以及对电池管理系统的控制，电池簇管理系统负责多个不同电池包管理单元以及电池包的并联管理。如图2所示，电池簇管理系统210同时与电池包管理单元12和电池包管理单元22相连，电池簇管理系统210会获得能量积木1100中所有电池包的状态信息，并将信息传输至能量管理系统3000，同时电池簇管理系统210也会接收来自电池管理系统3000的控制指令，可以根据功率需求以及电池包的状态分别控制各个电池包运行，比如功率需求变小，可以控制关闭电池包10的运行，或者，检测到电池包10出现故障，也可以关闭电池包10的运行；电池簇管理系统410则同时与电池包管理单元32和电池包管理单元42相连，其控制方式和电池簇管理系统210一样，此处不在重复。也就是说，不同能量积木的各个电池簇管理系统会将所有电池包的信息上传至能量管理系统3000，以实现各能量积木的统一调度和整体管控。

在一些实施例中，电压转换单元包括DCDC变换器和DCAC变换器，DCDC变换器与电池簇和DCAC变换器分别相连，DCDC变换器用以对电池簇进行直流之间的电压转换，DCAC变换器用以对电池簇进行直流与交流之间的电压转换；电压控制单元包括DCDC控制器和DCAC控制器，DCDC控制器与DCDC变换器相连，用以对DCDC变换器进行管控，DCAC控制器与DCAC变换器相连，用以对DCAC变换器进行管控，以对电池簇进行充放电。

具体来说，继续参考图2所示，能量积木1100包括电压转换单元120以及电压控制单元220，其中电压转换单元120又包括DCDC变换器121以及DCAC变换器122，电压控制单元220包括DCDC控制器221以及DCAC控制器222，DCDC控制器221和DCAC控制器222直接与功率管理系统2000相连；能量积木1200具有类似的连接结构，此处不再重复。

在储能系统工作时，功率管理系统2000可以接收来自DCDC控制器和DCAC控制器发送的相应DCDC变换器和DCAC变换器的状态信息，同时可以根据能量管理系统3000发出的控制指令分别控制DCDC控制器以及DCAC控制器，以实现对储能系统各个能量积木的充放电管理。例如，当功率需求变大时，可以相应的增加能量积木的数量，而当功率需求变小时，通过功率管理系统2000控制相应的DCAC控制器或者DCDC控制器，关闭DCDC变换器或者DCAC变换器，禁止电网与电池簇进行能量交互，以达到减小功率的目的，实现了灵活控制储能系统功率需求，增加了该储能系统的应用范围。

在一些实施例中，如图3所示，上述的储能系统还包括：空调系统4000，空调系统4000与能量管理系统3000相连，能量管理系统3000还用以通过空调系统4000对储能系统进行温度调控。

在一些实施例中，上述的储能系统还包括：水浸系统5000，水浸系统5000与能量管理系统3000相连，能量管理系统3000还用以通过水浸系统5000对储能系统进行放水管理。

在一些实施例中，上述的储能系统还包括：门禁系统6000，门禁系统6000与能量管理系统3000相连，能量管理系统3000还用以通过门禁系统6000对储能系统进行用户安全管理。

在一些实施例中，上述的储能系统还包括：消防系统7000，消防系统7000与能量管理系统3000相连，能量管理系统3000还用以通过消防系统7000对储能系统进行事故安全管理。

在一些实施例中，上述的储能系统还包括：云平台8000，云平台8000与能量管理系统3000相连，能量管理系统3000还用以将储能系统的运行信息上传至云平台8000。

需要说明的是，能量管理系统3000可以通过I/O接口与空调系统4000、水浸系统5000、门禁系统6000、消防系统7000以及云平台8000进行通信，实时获得各个模块的状态信息。

综上所述，本实用新型实施例的储能系统可以根据实际能量/功率需求，搭建适当的能量积木，并通过能量管理系统与功率管理系统以及每个能量积木的电池簇管理系统相连，以实现对每个能量积木的电池簇管理系统以及电压控制单元的管控。由此，不仅可以通过搭建能量积木的方式提高整车电池包用于储能系统的灵活性及可扩展性，而且可以通过能量管理系统实现各能量积木的统一调度，并保证电池簇管理系统与电压控制单元相互之间通信不交叉。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

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。

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。

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 (10)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：

至少一个能量积木，每个能量积木均包括高压系统和控制系统，所述高压系统包括电池簇和与所述电池簇相连的电压转换单元，所述控制系统包括与所述电池簇相连的电池簇管理系统和与所述电压转换单元相连的电压控制单元，所述电池簇管理系统用以对所述电池簇进行管控，所述电压控制单元用以对所述电压转换单元进行管控以对所述电池簇进行充放电；

功率管理系统，所述功率管理系统与所述每个能量积木的电压控制单元相连，用以对所述每个能量积木的电压控制单元进行管控；

能量管理系统，所述能量管理系统与所述功率管理系统和所述每个能量积木的电池簇管理系统相连，用以对所述功率管理系统和所述每个能量积木的电池簇管理系统进行管控，以对所述储能系统进行整体管控。

2.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电池簇包括至少一个电池包和对应每个电池包设置的电池管理系统，所述电池管理系统与所述电池包和所述电池簇管理系统分别相连，用以对所述电池包进行管控。

3.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述电池簇还包括对应每个电池包设置的电池包管理单元，所述电池包管理单元与所述电池管理系统和所述电池簇管理系统分别相连，用以对所述电池管理系统进行管控。

4.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述至少一个电池包串联和/或并联连接。

5.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，

所述电压转换单元包括DCDC变换器和DCAC变换器，所述DCDC变换器与所述电池簇和所述DCAC变换器分别相连，所述DCDC变换器用以对所述电池簇进行直流之间的电压转换，所述DCAC变换器用以对所述电池簇进行直流与交流之间的电压转换；

所述电压控制单元包括DCDC控制器和DCAC控制器，所述DCDC控制器与所述DCDC变换器相连，用以对所述DCDC变换器进行管控，所述DCAC控制器与所述DCAC变换器相连，用以对所述DCAC变换器进行管控，以对所述电池簇进行充放电。

6.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：空调系统，所述空调系统与所述能量管理系统相连，所述能量管理系统还用以通过所述空调系统对所述储能系统进行温度调控。

7.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：水浸系统，所述水浸系统与所述能量管理系统相连，所述能量管理系统还用以通过所述水浸系统对所述储能系统进行放水管理。

8.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：门禁系统，所述门禁系统与所述能量管理系统相连，所述能量管理系统还用以通过所述门禁系统对所述储能系统进行用户安全管理。

9.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：消防系统，所述消防系统与所述能量管理系统相连，所述能量管理系统还用以通过所述消防系统对所述储能系统进行事故安全管理。

10.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：云平台，所述云平台与所述能量管理系统相连，所述能量管理系统还用以将所述储能系统的运行信息上传至所述云平台。

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