CN218216809U - 一种储能电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种储能电池系统，储能电池系统包括多个电池簇、电池管理系统、能量管理系统、储能变流器、汇流保护装置和系统紧急信号装置；汇流保护装置包括总正汇流排、总负汇流排和直流断路器，汇流保护装置的总正汇流排和总负汇流排分别与多个电池簇相连，汇流保护装置还与储能变流器相连；电池管理系统包括检测控制单元，检测控制单元分别与电池簇和直流断路器相连，并配置为采集电池簇状态信息，将电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果控制直流断路器的通断；系统紧急信号装置与直流断路器相连，控制直流断路器的通断。本实用新型的储能电池系统能够自动断开直流主回路，可快速、可靠地退出充放电状态，降低安全风险。

Description

一种储能电池系统

技术领域

本实用新型涉及储能系统技术领域，特别涉及一种储能电池系统。

背景技术

目前，在储能行业，锂离子电池因能量密度高、循环寿命长等特点而成为一种非常重要的新型储能介质，广泛应用于风力、光伏等可再生能源发电储能配套、电网调峰调频和工商业峰谷套利等大型储能场景。

如图1所示，现有的储能电池系统包括电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)。电池管理系统(BMS)采集电池信息并上传至能量管理系统(EMS)，能量管理系统(EMS)根据电池状态及制定的策略，发送指令给储能变流器(PCS)进行充放电控制。当出现安全故障时，电池管理系统(BMS)可以将故障信息上传给能量管理系统(EMS)及储能变流器(PCS)，使能量管理系统(EMS)及储能变流器(PCS)执行保护动作。

然而，由于储能电池系统中，数量庞大的单体电池根据串并联方式相连形成多个高电压和大电流，而在系统充放电过程出现了安全故障时，依托设备间多层信息传递及处理，直至储能变流器(PCS)最终保护动作的完成，系统可能因为响应不及时，而造成电池管理系统(BMS)、电池等设备的损坏甚至造成更大的危险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种储能电池系统，以解决现有技术中的储能电池系统在发生安全故障时响应不及时的问题。

本实用新型实施例提供了一种储能电池系统，储能电池系统包括多个电池簇、电池管理系统、能量管理系统和储能变流器，还包括汇流保护装置和系统紧急信号装置；所述汇流保护装置包括总正汇流排、总负汇流排和直流断路器，所述汇流保护装置的总正汇流排和总负汇流排分别与多个所述电池簇相连，所述汇流保护装置还与所述储能变流器相连；所述电池管理系统包括检测控制单元，所述检测控制单元分别与所述电池簇和所述直流断路器相连，并配置为采集电池簇状态信息，将所述电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果控制所述直流断路器的通断；所述系统紧急信号装置与所述直流断路器相连，控制所述直流断路器的通断。

具体地，所述检测控制单元通过第一干接点与所述直流断路器的第一触点相连；所述系统紧急信号装置通过第二干接点与所述直流断路器的第二触点相连。

具体地，所述直流断路器的第一触点和第二触点都为常开触点，并分别接入所述直流断路器的控制电路中。

具体地，所述系统紧急信号装置与所述检测控制单元的触发端相连。

具体地，所述检测控制单元分别与所述能量管理系统和所述储能变流器相连。

具体地，所述系统紧急信号装置与所述储能变流器相连。

具体地，所述储能电池系统还包括辅助供电设备，所述系统紧急信号装置与所述辅助供电设备相连。

具体地，所述系统紧急信号装置包括继电器，所述继电器的控制电路分别与急停按钮信号发生装置、水浸系统报警信号装置、消防系统报警信号装置相连，所述继电器与所述直流断路器相连。

具体地，所述继电器的控制电路包括第一常闭干接点，第二常闭干接点和第三常闭干接点；所述第一常闭干接点与所述急停按钮信号发生装置相连，所述第二常闭干接点与水浸系统报警信号装置相连，所述第三常闭干接点与消防系统报警信号装置相连，所述第一常闭干接点、所述第二常闭干接点和所述第三常闭干接点串联在一个常闭回路。

具体地，所述储能变流器还包括电网接入端，以连接电网。

本实用新型提供的储能电池系统，能够自动断开直流主回路，避免了在安全故障时，系统充放电对电池管理系统、电池等设备的损坏和危险，可快速、可靠地退出充放电状态，降低安全风险。

附图说明

图1是现有的一种储能电池系统的连接示意图。

图2是本实用新型第一实施例的储能电池系统的连接示意图。

图3是本实用新型第二实施例的储能电池系统的连接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预期目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的储能电池系统的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预期目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

第一实施例

请参阅图2，图2是本实用新型第一实施例的储能电池系统的连接示意图。本实施例的储能电池系统包括多个电池簇100、电池管理系统200、能量管理系统300和储能变流器400，储能电池系统还包括汇流保护装置500和系统紧急信号装置600；汇流保护装置500包括总正汇流排、总负汇流排和直流断路器510，汇流保护装置500的总正汇流排和总负汇流排分别与多个电池簇100相连，汇流保护装置500还与储能变流器400相连；电池管理系统200包括检测控制单元210，检测控制单元210分别与电池簇100和直流断路器510相连，并配置为采集电池簇状态信息，将电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果控制直流断路器510的通断；系统紧急信号装置600与直流断路器510相连，控制直流断路器510的通断。

在本实用新型一实施例中，检测控制单元210通过第一干接点与直流断路器510的第一触点相连；系统紧急信号装置600通过第二干接点与直流断路器510的第二触点相连。通过干接点方式的连接，系统在发生安全故障时，可快速可靠地做出响应。

在本实用新型一实施例中，直流断路器510的第一触点和第二触点都为常开触点，并分别接入直流断路器510的控制电路中。

在本实用新型一实施例中，电池簇100可以包括串并联连接的若干个电池，电池簇100的总正接口和总负接口分别依次地连接到电池管理系统200和汇流保护装置500。在一实施例中，电池簇100的总正接口与汇流保护装置500的总正汇流排对应相连，电池簇100的总负接口与汇流保护装置500的总负汇流排对应相连。

在本实用新型一实施例中，系统紧急信号装置600与储能变流器400相连，则在发生周边安全故障时，通知储能变流器400执行保护动作。在一实施例中，系统紧急信号装置600通过干接点与储能变流器400相连。

在本实用新型一实施例中，电池管理系统200可以通过CAN总线与电池簇100相连。在本实用新型一实施例中，电池管理系统200可以通过CAN总线或者Modbus总线与储能变流器400相连。在本实用新型一实施例中，电池管理系统200可以通过Modbus总线与能量管理系统300相连。在本实用新型一实施例中，能量管理系统300可以通过Modbus总线与储能变流器400相连。

具体地，如图2所示，本实施例的储能电池系统中的连接包括电力连接和通讯连接。从电力连接上看，在直流断路器510导通时，电池簇100可以通过电池管理系统200，并通过汇流保护装置500的总正汇流排和总负汇流排与储能变流器400电性相连，以进行充放电的能量传递。从通讯连接上看，电池管理系统200可以分别与电池簇100、汇流保护装置500、能量管理系统300和储能变流器400相连，能量管理系统300还和储能变流器400相连，系统紧急信号装置600可以与汇流保护装置500相连，还可以分别与电池管理系统200、储能变流器400和辅助供电设备700相连。

在发生安全故障时，若安全故障与电池相关因素，可以将该安全故障设为内部安全故障。检测控制单元210采集电池簇状态信息例如电池的电压值、电流值、温度值等，并将电池簇状态信息与预设阈值比较，例如将电池簇状态信息中的电压值与预设电压阈值比较，或者将电池簇状态信息中的电流值与预设电流阈值比较，或者将电池簇状态信息中的温度值与预设温度值比较等，根据比较结果控制直流断路器510的通断，以防止电池过充放、有过电压或过电流流经电池、电池温度过高等的发生。从而，在发生内部安全故障时，储能电池系统能够自动断开直流主回路，避免了在安全故障时，系统充放电对电池管理系统200、电池等设备的损坏和危险，可快速、可靠地退出充放电状态，降低安全风险。

在发生安全故障时，若安全故障与非电池相关因素例如急停、浸水、起火等相关，可以将该安全故障设为周边安全故障。系统紧急信号装置600可以分别与急停按钮信号发生装置620、水浸系统报警信号装置630、消防系统报警信号装置640等相连以接收多路故障信号。系统紧急信号装置600在接收到任一路的故障信号时，控制直流断路器510断开。从而，在发生周边安全故障时，储能电池系统能够自动断开直流主回路，避免了在安全故障时，系统充放电对电池管理系统200、电池等设备的损坏和危险，可快速、可靠地退出充放电状态，降低安全风险。

在本实用新型一实施例中，检测控制单元210可以与报警装置相连，根据比较结果控制是否生成内部报警信号至报警装置。

在本实用新型一实施例中，检测控制单元210可以接收能量管理系统300、储能变流器400或者其他装置发送的内部报警信号，并根据内部报警信号进行工作，即配置在接收内部报警信号时触发进行检测和阈值比较。

在本实用新型一实施例中，检测控制单元210分别与能量管理系统300和储能变流器400相连通讯。在一实施例中，所检测控制单元210通过干接点分别与能量管理系统300和储能变流器400相连通讯。则在检测控制单元210将电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果控制直流断路器510的通断的同时，检测控制单元210还可以根据比较结果，控制能量管理系统300和储能变流器400是否执行保护动作。

在本实用新型一实施例中，检测控制单元210还可以配置为将电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果选择是将电池簇状态信息实时通知能量管理系统300和储能变流器400，或者选择是通知能量管理系统300和储能变流器400执行保护动作。从而，通过阈值比较可判断安全故障的严重程度，选择不同的通信。

在本实用新型一实施例中，储能变流器400还包括电网接入端，以连接电网。

在本实用新型一实施例中，储能电池系统还包括辅助供电设备700，系统紧急信号装置600与辅助供电设备700相连。在一实施例中，系统紧急信号装置600可以通过干接点与辅助供电设备700相连。具体地，系统紧急信号装置600在接收到故障信号时，不仅控制直流断路器510断开，还控制辅助供电设备700使辅助供电设备700的主空开处于开闸，断开供电回路，切断电网的连接，提高了系统的安全性。

第二实施例

请参阅图3，图3是本实用新型第二实施例的储能电池系统的连接示意图。本实施例提供了一种储能电池系统，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。在本实施例中，一种储能电池系统中，系统紧急信号装置600包括继电器610，继电器610的控制电路分别与急停按钮信号发生装置620、水浸系统报警信号装置630、消防系统报警信号装置640相连，继电器610与直流断路器510相连。

然而，本实用新型实施例的继电器610的控制电路并不局限于分别与急停按钮信号发生装置620、水浸系统报警信号装置630、消防系统报警信号装置640相连，还可以与其他信号发生装置或者报警信号装置等相连，以实现多路故障信号的可靠汇集，相应的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型一实施例中，继电器610的控制电路包括第一常闭干接点，第二常闭干接点和第三常闭干接点；第一常闭干接点与急停按钮信号发生装置620相连，第二常闭干接点与水浸系统报警信号装置630相连，第三常闭干接点与消防系统报警信号装置640相连，第一常闭干接点、第二常闭干接点和第三常闭干接点串联在一个常闭回路。

具体地，急停按钮信号发生装置620、水浸系统报警信号装置630、消防系统报警信号装置640任一装置检测发出故障信号时，将使得第一常闭干接点、第二常闭干接点和第三常闭干接点中相应的常闭干接点对应的开关单元断开，进而继电器610的控制电路路处于断开状态，继电器610将输出干接点信号至汇流保护装置500中的直流断路器510，以控制直流断路器510断开。

本实用新型实施例提供的储能电池系统，能够自动断开直流主回路，避免了在安全故障时，系统充放电对电池管理系统、电池等设备的损坏和危险，可快速、可靠地退出充放电状态，降低安全风险。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离实用新型技术方案内容，依据实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种储能电池系统，包括多个电池簇(100)、电池管理系统(200)、能量管理系统(300)和储能变流器(400)，其特征在于，所述储能电池系统还包括汇流保护装置(500)和系统紧急信号装置(600)；

所述汇流保护装置(500)包括总正汇流排、总负汇流排和直流断路器(510)，所述汇流保护装置(500)的总正汇流排和总负汇流排分别与多个所述电池簇(100)相连，所述汇流保护装置(500)还与所述储能变流器(400)相连；

所述电池管理系统(200)包括检测控制单元(210)，所述检测控制单元(210)分别与所述电池簇(100)和所述直流断路器(510)相连，并配置为采集电池簇状态信息，将所述电池簇状态信息与预设阈值比较，根据比较结果控制所述直流断路器(510)的通断；

所述系统紧急信号装置(600)与所述直流断路器(510)相连，控制所述直流断路器(510)的通断。

2.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述检测控制单元(210)通过第一干接点与所述直流断路器(510)的第一触点相连；所述系统紧急信号装置(600)通过第二干接点与所述直流断路器(510)的第二触点相连。

3.根据权利要求2所述的储能电池系统，其特征在于，所述直流断路器(510)的第一触点和第二触点都为常开触点，并分别接入所述直流断路器(510)的控制电路中。

4.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述系统紧急信号装置(600)与所述检测控制单元(210)的触发端相连。

5.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述检测控制单元(210)分别与所述能量管理系统(300)和所述储能变流器(400)相连。

6.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述系统紧急信号装置(600)与所述储能变流器(400)相连。

7.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述储能电池系统还包括辅助供电设备(700)，所述系统紧急信号装置(600)与所述辅助供电设备(700)相连。

8.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述系统紧急信号装置(600)包括继电器(610)，所述继电器(610)的控制电路分别与急停按钮信号发生装置(620)、水浸系统报警信号装置(630)、消防系统报警信号装置(640)相连，所述继电器(610)与所述直流断路器(510)相连。

9.根据权利要求8所述的储能电池系统，其特征在于，所述继电器(610)的控制电路包括第一常闭干接点，第二常闭干接点和第三常闭干接点；所述第一常闭干接点与所述急停按钮信号发生装置(620)相连，所述第二常闭干接点与所述水浸系统报警信号装置(630)相连，所述第三常闭干接点与所述消防系统报警信号装置(640)相连，所述第一常闭干接点、所述第二常闭干接点和所述第三常闭干接点串联在一个常闭回路。

10.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述储能变流器(400)还包括电网接入端，以连接电网。

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