CN216354395U

CN216354395U - 一种储能电池簇

Info

Publication number: CN216354395U
Application number: CN202122387553.5U
Authority: CN
Inventors: 童辉; 陈彬彬; 任志博; 汤胤博; 关义胜
Original assignee: Svolt Energy Technology Wuxi Co Ltd
Current assignee: Svolt Energy Technology Wuxi Co Ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2031-09-29

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种储能电池簇，涉及电池技术领域。该储能电池簇包括高压箱和多个电池插箱，高压箱分别与多个电池插箱电连接；高压箱内设置有电池簇管理单元，每个电池插箱内均设置有电池管理单元，电池簇管理单元分别与多个电池管理单元电连接；高压箱上设置有指示单元，电池簇管理单元与指示单元电连接，具有便于对电池插箱的工作状态进行实时监控的优点。

Description

一种储能电池簇

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种储能电池簇。

背景技术

新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，新能源产生的电力需要进行储存，电池簇为储能系统中常用的一种设备。

电池簇内一般包含有多个电池插箱，而如何对多个电池插箱的工作状态进行实时监控就成为了一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种储能电池簇，其能够便于对电池插箱的工作状态进行实时监控。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种储能电池簇，其包括高压箱和多个电池插箱，所述高压箱分别与多个所述电池插箱电连接；

所述高压箱内设置有电池簇管理单元，每个所述电池插箱内均设置有电池管理单元，所述电池簇管理单元分别与多个所述电池管理单元电连接；

所述高压箱上设置有指示单元，所述电池簇管理单元与所述指示单元电连接。

可选的，多个所述电池插箱依次串联并形成正极总接线端和负极总接线端；

所述高压箱内设置有正极母线和负极母线，所述正极母线的两端用于分别连接所述正极总接线端和外部的变流器的正接线端，所述负极母线的两端用于分别连接所述负极总接线端和所述变流器的负接线端；

所述正极母线上设置有第一接触器，所述负极母线上设置有第二接触器，所述电池簇管理单元分别与所述第一接触器和所述第二接触器电连接。

可选的，所述负极母线上设置有用于采集电流的电流采集单元，所述电流采集单元与所述电池簇管理单元电连接。

可选的，所述高压箱上设置有第一开关，所述第一开关连接于所述正极母线和所述负极母线上，所述第一开关用于控制所述正极母线和所述负极母线的通断。

可选的，所述正极母线和所述负极母线上均设置有熔断器。

可选的，所述高压箱内设置有电流转换单元，所述电流转换单元的两端分别连接所述电池簇管理单元和外接电源。

可选的，所述电流转换单元和外接电源之间连接有断路器。

可选的，每个所述电池插箱内均设置有风扇，所述风扇用于连接外接电源。

可选的，所述风扇与所述外接电源之间设置有第二开关，所述第二开关与所述电池簇管理单元电连接。

可选的，所述电池簇管理单元通过CAN总线分别与所述电池管理单元和外部设备通信连接。

本实用新型实施例的储能电池簇的有益效果包括，例如：通过在高压箱内设置电池簇管理单元，每个电池插箱内均设置有电池管理单元，将电池簇管理单元分别与多个电池管理单元电连接，电池插箱的工作状态便能够通过对应的电池管理单元传递至电池簇管理单元内，再通过指示单元显示电池插箱的工作状态，具有便于对电池插箱的工作状态进行实时监控的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例中储能电池簇的结构示意图；

图2为本申请实施例中高压箱的正视图；

图3为本申请实施例中储能电池簇的原理图。

图标：10-储能电池簇；100-高压箱；110-电池簇管理单元；120-指示单元；130-正极母线；131-第一接触器；132-熔断器；140-负极母线；141-第二接触器；142-电流采集单元；150-第一动力输入接口；160-第二动力输入接口；170-第一动力输出接口；180-第二动力输出接口；190-电流转换单元；191-断路器；192-断路器开关；200-电池插箱；210-电池管理单元；220-正极总接线端；230-负极总接线端；240-动力线束；250-风扇；300-第一开关；310-手柄；400-第二开关；500-通讯及供电线束；510-CAN总线；520-对内通讯接口；530-对外通讯接口；600-维护接口。

具体实施方式

为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附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

本申请的设计者发现，电池插箱内可能出现电流、电压、温度、SOC(荷电状态)和SOH(健康状态)等工作状态不稳定的情况，而现有的电池簇不易对电池插箱的工作状态进行实时监控。为了解决该技术问题，本申请实施例提供了一种储能电池簇10。

请参考图1-图3，本实施例提供的储能电池簇10包括高压箱100和多个电池插箱200，高压箱100分别与多个电池插箱200电连接；高压箱100内设置有电池簇管理单元110，每个电池插箱200内均设置有电池管理单元210，电池簇管理单元110分别与多个电池管理单元210电连接；高压箱100上设置有指示单元120，电池簇管理单元110与指示单元120电连接。

在本实施例中，指示单元120包括多个指示灯，多个指示灯分别与电池簇管理单元110电连接，多个指示灯对应电池插箱200不同的工作状态。当电池插箱200内出现电流、电压、温度、SOC(荷电状态)和SOH(健康状态)等工作状态不稳定的情况时，电池簇管理单元110控制对应的指示灯亮起，从而便于工作人员判断电池簇的工作状态。例如：当电池插箱200内电压过高，电池簇管理单元110通过对应的电池插箱200内的电池管理单元210获取到电压过高的信号后，控制对应的高压指示灯亮起；当电池插箱200内电压过低，电池簇管理单元110通过对应的电池插箱200内的电池管理单元210获取到电压过低的信号后，控制对应的低压指示灯亮起；当电池插箱200内出现温度过高的情况，电池簇管理单元110通过对应的电池插箱200内的电池管理单元210获取到温度过高的信号后，控制对应的温度指示灯亮起。可以理解的是，采集电压、温度等信号的方式可以是在电池插箱200内设置相应的传感器。

通过在高压箱100内设置电池簇管理单元110，每个电池插箱200内均设置有电池管理单元210，将电池簇管理单元110分别与多个电池管理单元210电连接，电池插箱200的工作状态便能够通过对应的电池管理单元210传递至电池簇管理单元110内，再通过指示单元120显示电池插箱200对应的工作状态，具有便于对电池插箱200的工作状态进行实时监控的优点。

进一步的，多个电池插箱200依次串联并形成正极总接线端220和负极总接线端230，图3中所示的两个电池插箱200的连接仅为一种示意图，本实施例中并不对电池插箱200的数量做限定，电池插箱200的数量以实际工况而定；高压箱100内设置有正极母线130和负极母线140，正极母线130的两端用于分别连接正极总接线端220和外部的变流器的正接线端(PCS+)，负极母线140的两端用于分别连接负极总接线端230和外部的变流器的负接线端(PCS-)。

在本实施例中，高压箱100上设置有第一动力输入接口150、第二动力输入接口160、第一动力输出接口170和第二动力输出接口180，其中，第一动力输入接口150与正极总接线端220相连接，第二动力输入接口160与负极总接线端230相连接，第一动力输出接口170与外部的变流器的正接线端(PCS+)相连接，第二动力输出接口180与外部的变流器的负接线端(PCS-)相连接。相邻电池插箱200之间均连接有动力线束240，通过动力线束240将电池插箱200内的电力传输至高压箱100内，再经高压箱100传输至外部的变流器输出。

其中第一动力输入接口150、第二动力输入接口160使用的是快速插拔类连接器，在安装及维护工程中，可以有效的避免人员的碰触，提高了安全性。

另外，正极母线130上设置有第一接触器131，负极母线140上设置有第二接触器141，电池簇管理单元110分别与第一接触器131和第二接触器141电连接。

通过设置第一接触器131和第二接触器141，并通过电池簇管理单元110控制第一接触器131和第二接触器141。当电池簇管理单元110检测到电池簇工作状态出现异常时，断开第一接触器131和第二接触器141，使整个回路断开，提升回路的安全性。

另外，高压箱100上设置有第一开关300，第一开关300连接于正极母线130和负极母线140上，第一开关300用于控制正极母线130和负极母线140的通断。

在本实施例中，第一开关300为主回路开关，当需要切断主回路时，直接关闭第一开关300，即可将正极母线130和负极母线140与变流器的连接断开。需要说明的是，本实施例当中所提及的主回路指的是插箱、正极母线130、负极母线140和外部的变流器形成的回路；可选的，第一开关300可以是隔离开关。在其他实施例中，变流器也可以替换为汇流柜。

在安装和维修时，只需要操作面板第一开关300的手柄310，电池簇的正极、负极母线140同时断开，可保障人员免受高压伤害，实现了电气安全隔离。

另外，负极母线140上设置有用于采集电流的电流采集单元142，电流采集单元142与电池簇管理单元110电连接。

在本实施例中，电流采集单元142为采样电阻，用于对主回路的电流进行采样，并将主回路的电流信息实时传输至电池簇管理单元110，以便电池簇管理单元110对主回路的电流大小进行监控。

另外，正极母线130和负极母线140上均设置有熔断器132。

需要说明的是，熔断器132具备很高的分断能力，可以安全可靠的实现电池簇的短路保护。此熔断器132较高的分断能力可以保护多个电池簇并联运行下短路保护，实现可靠的分断。

另外，高压箱100内设置有电流转换单元190，电流转换单元190的两端分别连接电池簇管理单元110和外接电源。

在本实施例中，电流转换单元190为AC/DC模块，AC/DC模块包括输入端和输出端，AC/DC模块的输入端连接外接交流电源，AC/DC模块的输出端连接电池簇管理单元110和多个电池管理单元210。通过将220V外接交流电源转换为低压直流电，从而向电池簇管理单元110和多个电池管理单元210进行供电。在其他实施例中，还可以直接将电池簇管理单元110、多个电池管理单元210与外接低压电源进行连接以向电池簇管理单元110和多个电池管理单元210供电。

另外，电流转换单元190和外接电源之间连接有断路器191。

在本实施例中，高压箱100上设置有断路器开关192，通过断路器开关192可以手动控制断路器191的开断，从而便于接通和断开外接电源与AC/DC模块。

另外，每个电池插箱200内均设置有风扇250，风扇250用于连接外接电源。

在每个电池插箱200内均设置有风扇250，当电池插箱200内的温度较高时，可以通过对应的电池管理单元210控制对应的风扇250开启，从而对电池插箱200的内部进行降温；此处的外接电源可以是24V直流电源。

进一步的，风扇250与外接电源之间设置有第二开关400，第二开关400与电池簇管理单元110电连接。

当需要对风扇250进行供电时，通过电池簇管理单元110控制第二开关400接通，从而对风扇250进行供电。当不需要对风扇250进行供电时，通过电池簇管理单元110控制第二开关400断开即可。

电池簇上还设置有通讯及供电线束500，通讯及供电线束500用于连接多个电池管理单元210、电池簇管理单元110和外接电源。一方面能够实现电池管理单元210和电池簇管理单元110之间的信息交互，另一方面也能够便于同时对电池管理单元210和电池簇管理单元110进行供电。

在本实施例中，通讯及供电线束500集成在一根线束内，通讯及供电线束500包括CAN总线510和供电线束。电池簇管理单元110通过CAN总线510分别与电池管理单元210和外部设备通信连接；CAN总线510与多个电池管理单元210连接实现内部通讯，CAN总线510与外部设备连接实现外部通讯；相应的，高压箱100上设置有对内通讯接口520的对外通讯接口530，CAN总线510分别接入对内通讯接口520的对外通讯接口530。AC/DC模块、外接交流电源、电池簇管理单元110和多个电池管理单元210之间通过供电线束向电池簇管理单元110和多个电池管理单元210进行供电。

此外，高压箱100上也设置了维护接口600，维护接口600与外接软件或设备对接。当电池簇出现故障需要运维时，通过该维护接口600可以读取故障数据，分析后进行实时处理，同时也可以通过该接口实现程序升级。

根据本实施例提供的一种储能电池簇10，储能电池簇10的工作原理是：利用动力线束240将每个电池插箱200串联起来，通过第一动力输入接口150与正极总接线端220相连接，第二动力输入接口160与负极总接线端230相连接，第一动力输出接口170与外部的变流器的正接线端相连接，第二动力输出接口180与外部的变流器的负接线端相连接，从而将电池插箱200的电力通过外部的变流器输出。另外，电池簇管理单元110通过CAN总线510分别与电池管理单元210和外部设备通信连接，实现了内部通讯和外部通讯。当电池簇管理单元110检测到电池簇工作状态出现异常时，断开第一接触器131和第二接触器141，使整个回路断开，提升回路的安全性；电流采集单元142将主回路的电流信息实时传输至电池簇管理单元110，以便电池簇管理单元110对主回路的电流大小进行监控；电池簇管理单元110能够控制第二开关400接通和断开，从而对风扇250进行供电和断电；电池插箱200的工作状态能够通过对应的电池管理单元210传递至电池簇管理单元110内，再通过指示单元120显示电池插箱200对应的工作状态，具有便于对电池插箱200的工作状态进行实时监控的优点。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种储能电池簇10，高压箱100内设置有电池簇管理单元110，电池簇管理单元110与每个电池管理单元210电连接，对电池簇进行管理，主要负责电池簇的电压采集、电流采集、汇总簇内单体电池电压和温度信息、计算电池簇SOC/SOH等状态、执行均衡策略判断和电池故障诊断功能、根据电池故障信息实现电池簇的就地保护和直流接触器控制等功能，高压箱100是电池簇电池管理系统的核心模块，保障了电池簇安全、可靠、高效运行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种储能电池簇，其特征在于，包括高压箱和多个电池插箱，所述高压箱分别与多个所述电池插箱电连接；

2.根据权利要求1所述的储能电池簇，其特征在于，多个所述电池插箱依次串联并形成正极总接线端和负极总接线端；

3.根据权利要求2所述的储能电池簇，其特征在于，所述负极母线上设置有用于采集电流的电流采集单元，所述电流采集单元与所述电池簇管理单元电连接。

4.根据权利要求2所述的储能电池簇，其特征在于，所述高压箱上设置有第一开关，所述第一开关连接于所述正极母线和所述负极母线上，所述第一开关用于控制所述正极母线和所述负极母线的通断。

5.根据权利要求2所述的储能电池簇，其特征在于，所述正极母线和所述负极母线上均设置有熔断器。

6.根据权利要求1所述的储能电池簇，其特征在于，所述高压箱内设置有电流转换单元，所述电流转换单元的两端分别连接所述电池簇管理单元和外接电源。

7.根据权利要求6所述的储能电池簇，其特征在于，所述电流转换单元和外接电源之间连接有断路器。

8.根据权利要求1所述的储能电池簇，其特征在于，每个所述电池插箱内均设置有风扇，所述风扇用于连接外接电源。

9.根据权利要求8所述的储能电池簇，其特征在于，所述风扇与所述外接电源之间设置有第二开关，所述第二开关与所述电池簇管理单元电连接。

10.根据权利要求1所述的储能电池簇，其特征在于，所述电池簇管理单元通过CAN总线分别与所述电池管理单元和外部设备通信连接。