CN218867978U - 储能电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种储能电池系统，其包括电池装置以及与电池装置连接的控制装置，控制装置包括控制电路；控制电路包括主回路，主回路包括总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻；总正继电器的第一端与电池装置的总正极连接、第二端用于与负载连接，总负继电器的第一端与电池装置的总负极连接、第二端用于与负载连接；预充继电器的第一端与电池装置的总正极连接、第二端与预充电阻的第一端连接，预充电阻的第二端与总正继电器的第二端连接。采用总正继电器与总负继电器配合跟负载的逆变器之间逻辑控制充放电功率，避免主回路继电器频繁切换，保证继电器的使用寿命。无需配置续流二极管等，降低制造成本。

Description

储能电池系统

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，更具体地说，涉及一种储能电池系统。

背景技术

伴随着全球性能源紧缺，用电荒及电价的上调，新能源越发显示出其重要性。特别对于能源结构单一，过分依赖传统能源的国家和地区，更是对新能源需求迫切。新能源具能有传统化石能源的短缺起到很好的补充作用，又对传统化石能源的污染严重问题有很好的解决。

锂电池作为新能源中的一种更是被寄予厚望，特别对一些地区电网不稳定、电能供应不足、天价电费问题，家储储能的需求越发增长快速。

通常，储能电池系统需要多个电池模组以及控制模块，目前多为采用外部接线方式进行多个模组的连接，其接线操作繁琐，且容易出现接线错误情况，同时，常规的控制模块通常只有一个回路继电器进行切换，频繁的切换会降低继电器的使用寿命，此外，控制模块的控制回路通常需要配置多个续流二极管等，使得控制模块的电器件较多，成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的储能电池系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种储能电池系统，包括电池装置以及与所述电池装置连接的控制装置，所述控制装置包括控制电路；

所述控制电路包括主回路，所述主回路包括总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻；

所述总正继电器的第一端与所述电池装置的总正极连接、所述总正继电器的第二端用于与负载连接，所述总负继电器的第一端与所述电池装置的总负极连接、所述总负继电器的第二端用于与负载连接；

所述预充继电器的第一端与所述电池装置的总正极连接、所述预充继电器的第二端与所述预充电阻的第一端连接，所述预充电阻的第二端与所述总正继电器的第二端连接。

在一些实施例中，所述主回路还包括熔断器，所述熔断器的第一端与所述电池装置的总正极连接、所述熔断器的第二端与所述总正继电器的第一端连接。

在一些实施例中，所述主回路还包括与所述总正继电器的第二端和所述总负继电器的第二端连接的第一断路器。

在一些实施例中，所述控制电路还包括与所述电池装置和所述主回路连接的二次回路，所述二次回路包括BCU模块以及与所述BCU模块连接的开关电源。

在一些实施例中，所述二次回路还包括第二断路器；

所述第二断路器分别与所述电池装置与所述开关电源连接。

在一些实施例中，所述主回路还包括设于所述总负继电器的第一端的霍尔电流传感器；

所述霍尔电流传感器与所述BCU模块连接。

在一些实施例中，所述主回路还包括与所述BCU模块连接的通讯模块。

在一些实施例中，所述电池装置包括堆叠在一起的多个电池模组，所述多个电池模组依序串联设置。

在一些实施例中，所述控制装置与相邻所述电池模组之间通过连接器连接。

在一些实施例中，所述连接器包括浮动对插连接器。

实施本实用新型具有以下有益效果：该储能电池系统包括电池装置以及与电池装置连接的控制装置，控制装置包括控制电路；控制电路包括主回路，主回路包括总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻；总正继电器的第一端与电池装置的总正极连接、总正继电器的第二端用于与负载连接，总负继电器的第一端与电池装置的总负极连接、总负继电器的第二端用于与负载连接；预充继电器的第一端与电池装置的总正极连接、预充继电器的第二端与预充电阻的第一端连接，预充电阻的第二端与总正继电器的第二端连接。控制电路的主回路中采用主正回路、主负回路各加一个继电器，配合跟负载的逆变器之间逻辑控制充放电功率，合理对储能电池系统进行充放电控制，避免主回路继电器频繁切换，保证了继电器的使用寿命。同时回路中无需配置续流二极管等元器件，简化了主电路，降低储能电池系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，应当理解地，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，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附

图中：

图1是本实用新型实施例提供的储能电池系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的控制装置的底部结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的控制装置的内部结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的储能电池系统的原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，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”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

请参阅图1至图5，本实用新型示出了一种储能电池系统，其可包括但不限于应用于机房、家庭供电或者新能源汽车供电。

该储能电池系统包括电池装置1以及与电池装置1连接的控制装置2，该电池装置1包括堆叠在一起的多个电池模组11，多个电池模组11可以是沿高度方向叠置在一起。其中，多个电池模组11依序串联设置，多个电池模组11之间通过连接器或者内部线束进行连接。该控制装置2与相邻的电池模组11可通过连接器插接在一起。

可理解地，该储能电池系统采用堆叠式结构设计，电池模组11间通过内部线束把总正和总负连接到连接器上，多个电池模组11堆叠后电池模组11和电池模组1之间串联起来，外部不需要再进行接线串联，简化终端的接线操作，且可有效避免接线出错，同时也可减少因误触碰电池模组出现导致的触电。

优选地，每个电池模组11可以是包括外壳以及设于该电池壳内的电芯以及与该电芯连接的BMU(battery module unit，电池管理单元)模块，BMU模块可包括AFE板以及单片机等，该电池壳上可设有连接器111，该连接器111的外周可设有筒状体112，该筒状体112进一步限位，起到防呆和辅助对插的限位。该电池壳以及该筒状体112可以是一体结构，均可以是钣金件。

此外，该电池壳上还可以相对设有至少一对连接耳113，该连接耳113可与另一个电池模组11或者与控制装置2进行连接固定，如可以是采用螺钉或螺栓等紧固件连接固定。优选地，该连接器111包括浮动对插连接器，采用浮动对插式连接器，避免因对插不准时撞坏连接器插针。

优选地，该电池模组11可以是包括但不限于磷酸铁锂电池。

该控制装置2可以是包括外壳，以及设于该外壳内的控制电路。该外壳上可设有连接器，以与相邻的电池模组11连接。可理解地，该电池模组11上可以是公连接器，该控制装置2的连接器可以是母连接器21。

参阅图5，该控制装置2包括控制电路；

其中，控制电路包括主回路，主回路包括总正继电器K1、总负继电器K2、预充继电器K3和预充电阻R1；

总正继电器K1的第一端与电池装置1的总正极连接、总正继电器K1的第二端用于与负载连接，总负继电器K2的第一端与电池装置1的总负极连接、总负继电器K2的第二端用于与负载连接；

预充继电器K3的第一端与电池装置1的总正极连接、预充继电器K3的第二端与预充电阻R1的第一端连接，预充电阻R1的第二端与总正继电器K1的第二端连接。

其中，该储能电池系统正常使用中，开关闭合时，储能电池系统进行自检，自检通过后，闭合总负继电器K2和预充继电器K3，进行预充；预充结束后总正继电器K1闭合，储能电池系统上电成功。电池装置1充满时，通知负载的逆变器停止充电，电池装置1放空时，通知负载的逆变器停止放电。继电器不频繁切换，保证继电器的使用寿命。储能电池系统发生故障时，同时切断总正继电器K1和总负继电器K2，确保因一个继电器粘连时，另一个继电器也能切断回路。同时，采用预充继电器K3和预充电阻R1可避免突然的高压对负载造成损害，通过预充继电器K3和预充电阻R1可先将电流的电压逐渐升到负载的逆变器的工作范围内，再切换到总正继电器K1和总负继电器K2的回路上。

可理解地，控制电路的主回路中采用主正回路、主负回路各加一个继电器，配合跟负载的逆变器之间逻辑控制充放电功率，合理对储能电池系统进行充放电控制，避免主回路继电器频繁切换，保证了继电器的使用寿命。同时回路中无需配置续流二极管等元器件，简化了主电路，降低储能电池系统成本。

优选地，主回路还包括熔断器FU1，熔断器FU1的第一端与电池装置1的总正极连接、熔断器FU1的第二端与总正继电器K1的第一端连接。

优选地，主回路还包括与总正继电器K1的第二端和总负继电器K2的第二端连接的第一断路器Q1，以控制主回路的通断。

优选地，控制电路还包括与电池装置1和主回路连接的二次回路，二次回路包括BCU(Battery Control Unit,电池控制单元)模块以及与BCU模块连接的开关电源，该开关电源为DC-DC开关电源，用于将电池装置1或负载输入的高压电流如220V或者380V电流转换成12V的低压电流。

优选地，二次回路还包括第二断路器Q2，该第二断路器Q2分别与电池装置1与开关电源连接，以控制主回路与开关电源之间的电路通断。该第二断路器Q2可配置脱扣器。

优选地，该主回路还包括设于总负继电器K2的第一端的霍尔电流传感器，霍尔电流传感器与BCU模块连接，以采集主回路的电流参数。

优选地，该主回路还包括与BCU模块连接的通讯模块，该通讯模块包括但不限于3G/4G/5G模块、WIFI模块、ZigBee模块、LoRa、NB-IoT、蓝牙模块等。优选WIFI模块，该WIFI模块可以是通过RS485与BCU模块连接。

可理解地，配置WIFI模块，可通过云平台查看该储能电池系统运行状态、运行历史数据、远程升级等功能，极大地减低了因程序问题需要升级去到现场维护的成本；同时支持本地WIFI连接，可通过手机APP随时随地查看该储能电池系统，极大方便客户使用。

优选地，该BCU模块还可以与主回路连接，以采集主回路的电压参数。

优选地，电池模组11之间、电池模组11与控制装置2之间通讯距离较近，可采用芯片间菊花链式通讯，通讯可靠性稳定，同时降低储能电池系统成本。其中，电池模组11间采用菊花链式通讯方式，从板AFE采集电池电压和温度等信息，通过差分信号直接传给BCU模块，取消了BCU模块上的CAN芯片，使得系统成本更具有优势。该菊花链式通讯方式可采用现有技术，这里不进行赘述。

该储能电池系统具有以下优点：采用堆叠式结构设计，简化了安装接线，避免了工人因外部接线错误的电池装置1的短路；无外露接线，减低因误触碰外部正负极导致短路，提高安全性；减少外接线束成本。采用总正、总负继电器架构方案，回路中无需配置续流二极管和多个继电器，简化系统架构，降低系统成本。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种储能电池系统，其特征在于，包括电池装置(1)以及与所述电池装置(1)连接的控制装置(2)，所述控制装置(2)包括控制电路；

所述控制电路包括主回路，所述主回路包括总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻；

所述总正继电器的第一端与所述电池装置(1)的总正极连接、所述总正继电器的第二端用于与负载连接；所述总负继电器的第一端与所述电池装置(1)的总负极连接、所述总负继电器的第二端用于与负载连接；

所述预充继电器的第一端与所述电池装置(1)的总正极连接、所述预充继电器的第二端与所述预充电阻的第一端连接，所述预充电阻的第二端与所述总正继电器的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述主回路还包括熔断器，所述熔断器的第一端与所述电池装置(1)的总正极连接、所述熔断器的第二端与所述总正继电器的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述主回路还包括与所述总正继电器的第二端和所述总负继电器的第二端连接的第一断路器。

4.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述控制电路还包括与所述电池装置(1)和所述主回路连接的二次回路，所述二次回路包括BCU模块以及与所述BCU模块连接的开关电源。

5.根据权利要求4所述的储能电池系统，其特征在于，所述二次回路还包括第二断路器；

所述第二断路器分别与所述电池装置(1)与所述开关电源连接。

6.根据权利要求5所述的储能电池系统，其特征在于，所述主回路还包括设于所述总负继电器的第一端的霍尔电流传感器；

所述霍尔电流传感器与所述BCU模块连接。

7.根据权利要求4所述的储能电池系统，其特征在于，所述主回路还包括与所述BCU模块连接的通讯模块。

8.根据权利要求1所述的储能电池系统，其特征在于，所述电池装置(1)包括堆叠在一起的多个电池模组(11)，多个所述电池模组(11)依序串联设置。

9.根据权利要求8所述的储能电池系统，其特征在于，所述控制装置(2)与相邻所述电池模组(11)之间通过连接器连接。

10.根据权利要求9所述的储能电池系统，其特征在于，所述连接器包括浮动对插连接器。

Images