CN219937964U - 一种储能系统的均衡调节系统和电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种储能系统的均衡调节系统和电池系统。该储能系统的均衡调节系统包括：多个电池簇，每个电池簇并联连接在汇流母线上；电阻调节模块，设置在每个电池簇与所述汇流母线之间；电阻调节模块能根据温度变化电阻变化。由于电阻调节模块能根据温度变化而自适应变化电阻，从而可以自适应调节其所对应的电池簇所在支路的内阻，进而可以实现各电池簇间荷电状态的均衡调节。此外，与现有技术采用电力调节装置的方式相比，所设置的电阻调节模块结构简单，体积小，制造成本低，并且通过电阻调节的方式要比现有技术带来的系统损耗小。
Description
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的均衡调节系统和电池系统。
背景技术
多组电池簇运行一段时间后，会因为各种因素导致每个电池簇的荷电状态出现不一致，而电池簇之间的荷电状态差异又会影响到储能电池系统的充放电量。
现有的解决方法是：在每簇内或簇间设置电力调节装置，以对每一个电池簇进行调节，使得每一个电池簇的荷电状态达到一致。然而，使用电力调节装置其结构复杂、成本高、体积大，且使用时会产生较大的系统损耗。
实用新型内容
本实用新型提供了一种储能系统的均衡调节系统和电池系统，以实现储能系统的均衡调节，且结构简单，成本低，体积小，系统损耗小。
根据本实用新型的一方面，提供了一种储能系统的均衡调节系统，该储能系统的均衡调节系统包括：
多个电池簇，每个电池簇并联连接在汇流母线上；
电阻调节模块，设置在每个电池簇与所述汇流母线之间；所述电阻调节模块能根据温度变化电阻变化。
可选地，所述电阻调节模块为热敏电阻。
可选地，所述热敏电阻为正向增益热敏电阻。
可选地，所述电阻调节模块串联连接在每个电池簇与汇流母线之间。
可选地，该储能系统的均衡调节系统还包括：电池管理模块和设置在每个电池簇与所述汇流母线之间的温度调节模块；其中，每个所述温度调节模块与对应的所述电阻调节模块耦合连接；所述电池管理模块与各个电池簇以及各个所述温度调节模块电连接；
其中，所述电池管理模块用于获取各个电池簇的荷电状态，并向荷电状态发生异常的电池簇所对应的温度调节模块输出温度调节指令；所述温度调节模块用于接收所述温度调节指令并调节对应的电阻调节模块的电阻。
可选地，所述温度调节模块为热电温控装置。
可选地，所述电池管理模块包括储能管理单元和多个簇级管理单元；各簇级管理单元通过通讯线相互连接并与所述储能管理单元连接；每个电池簇和其所对应的温度调节模块均与一所述簇级管理单元电连接。
可选地，所述簇级管理单元的数量与所述温度调节模块的数量相同。
可选地，所述储能管理单元为储能管理器，所述簇级管理单元为簇级管理器。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池系统，该电池系统包括如第一方面所述的储能系统的均衡调节系统。
本实用新型实施例的技术方案，通过提供一种储能系统的均衡调节系统和电池系统，该储能系统的均衡调节系统包括多个电池簇和设置在每个电池簇与汇流母线之间的电阻调节模块。由于电阻调节模块能根据温度变化而自适应变化电阻，从而可以自适应调节其所对应的电池簇所在支路的内阻，进而可以实现各电池簇间荷电状态的均衡调节。此外，与现有技术采用电力调节装置的方式相比，所设置的电阻调节模块结构简单，体积小，制造成本低，并且通过电阻调节的方式要比现有技术带来的系统损耗小。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型实施例中提供的一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本实用新型实施例中提供的一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图。该储能系统的均衡调节系统包括：多个电池簇，每个电池簇并联连接在汇流母线L0上；电阻调节模块，设置在每个电池簇与汇流母线L0之间；电阻调节模块能根据温度变化电阻变化。
其中，电阻调节模块的设置个数与电池簇的个数相同。其中，电池簇的具体个数可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
需要说明的是，以下实施例均以包括三个电池簇和三个电阻调节模块为例进行说明。如图1所示，三个电池簇分别为第一电池簇110、第二电池簇120和第三电池簇130；三个电阻调节模块分别为第一电阻调节模块210、第二电阻调节模块220和第三电阻调节模块230。
本实施例的技术方案，通过提供一种储能系统的均衡调节系统，该储能系统的均衡调节系统包括：多个电池簇，每个电池簇并联连接在汇流母线上；电阻调节模块，设置在每个电池簇与所述汇流母线之间；电阻调节模块能根据温度变化电阻变化。由于电阻调节模块能根据温度变化而自适应变化电阻，从而可以自适应调节其所对应的电池簇所在支路的内阻，进而可以实现各电池簇间荷电状态的均衡调节。此外，与现有技术采用电力调节装置的方式相比，所设置的电阻调节模块结构简单，体积小，制造成本低，并且通过电阻调节的方式要比现有技术带来的系统损耗小。
在上述技术方案的基础上，可选地，电阻调节模块为热敏电阻。
其中，热敏电阻为高精度的热敏电阻。由于电阻调节模块为热敏电阻，根据焦耳热效应，其电阻会发生变化，从而改变电池簇所在支路的整体内阻，以调节该电池簇的荷电状态，进而可以实现各电池簇间荷电状态的均衡调节。
可选地，热敏电阻为正向增益热敏电阻。
其中，热敏电阻为正向增益热敏电阻，当温度升高时，根据焦耳热效应，正向增益热敏电阻的电阻会增大，从而使得对应的电池簇所在支路的整体内阻增大，以调节该电池簇的荷电状态。当温度降低时，根据焦耳热效应，正向增益热敏电阻的电阻会减小，从而使得对应的电池簇所在支路的整体内阻减小，以调节该电池簇的荷电状态。
可选地，电阻调节模块串联连接在每个电池簇与汇流母线之间。
如图1所示，第一电阻调节模块210串联连接在第一电池簇110与汇流母线L0之间；第二电阻调节模块220串联连接在第二电池簇120与汇流母线L0之间；第三电阻调节模块230串联连接在第三电池簇130与汇流母线L0之间。
图2是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图。作为一种实施方式，可选地，参考图2，该储能系统的均衡调节系统还包括：电池管理模块400和设置在每个电池簇与汇流母线L0之间的温度调节模块；其中，每个温度调节模块与对应的电阻调节模块耦合连接；电池管理模块400与各个电池簇以及各个温度调节模块电连接。其中，电池管理模块400用于获取各个电池簇的荷电状态，并向荷电状态发生异常的电池簇所对应的温度调节模块输出温度调节指令；温度调节模块用于接收温度调节指令并调节对应的电阻调节模块的电阻。
其中，电池管理模块400与各个电池簇电连接，用于获取各个电池簇的荷电状态。如图2所示，电池管理模块400分别与第一电池簇110、第二电池簇120和第三电池簇130电连接，用于分别获取第一电池簇110、第二电池簇120和第三电池簇130的荷电状态。
其中，各个电池簇并联连接在汇流母线L0上，在每个电池簇与汇流母线之间均设置有一个电阻调节模块和一个温度调节模块，且各个温度调节模块均与电池管理模块400电连接。如图2所示，第一电池簇110、第二电池簇120和第三电池簇130均并联连接在汇流母线L0上，耦合连接的第一电阻调节模块210和第一温度调节模块310均设置在第一电池簇110与汇流母线L0之间；耦合连接的第二电阻调节模块220和第二温度调节模块320均设置在第二电池簇120与汇流母线L0之间；耦合连接的第三电阻调节模块230和第三温度调节模块330均设置在第三电池簇130与汇流母线L0之间。且第一温度调节模块310、第二温度调节模块320和第三温度调节模块330均与电池管理模块400电连接。
其中，电池管理模块400还用于向荷电状态发生异常的电池簇所对应的温度调节模块输出温度调节指令，相应的，荷电状态发生异常的电池簇所对应的温度调节模块接收温度调节指令，并根据温度调节指令调节对应的电池簇的电阻调节模块的电阻，以调节所对应的电池簇所在支路的内阻，由此通过调节该电池簇的内阻调节该电池簇的荷电状态。例如，假设电池管理模块400检测到第一电池簇110和第三电池簇130的荷电状态发生异常，则电池管理模块400分别向第一电池簇110所对应的第一温度调节模块310和第三电池簇130所对应的第三温度调节模块330输出温度调节指令。第一温度调节模块310接收温度调节指令并调节第一电池簇110所对应的第一电阻调节模块210的电阻，以调节第一电池簇110所在支路的内阻；同理，第三温度调节模块330接收温度调节指令并调节第三电池簇130所对应的第三电阻调节模块230的电阻，以调节第三电池簇130所在支路的内阻。由此，通过调节第一电池簇110和第三电池簇130所在支路的内阻，使得第一电池簇110和第三电池簇130通过充电或放电的形式使其荷电状态调节至正常状态，从而实现各个电池簇之间的荷电状态一致，实现各电池簇间的均衡调节。且与现有技术采用电力调节装置(如DC-DC、均衡器等，其器件结构多而复杂)调节的方式相比，其结构简单，体积小，重量小，制造成本低。并且本实用新型实施例采用电阻调节的方式对系统造成的损耗远小于电力调节装置带来的损耗。这是因为现有的电力调节装置涉及的器件结构多而复杂，对系统的损耗影响比较大。
其中，温度调节指令可以为温度升高指令或温度降低指令等。具体可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
如图2所示，第一温度调节模块310与电池管理模块400电连接，第一温度调节模块310用于接收温度调节指令(此时的温度调节指令为电池管理模块400检测到第一电池簇110的荷电状态发生异常时输出的)并调节第一电阻调节模块210的温度，使得第一电阻调节模块210的温度变化引起第一电阻调节模块210的电阻发生变化，使得第一电池簇110整个支路的内阻发生相应的变化，并使得第一电池簇110进行充电或放电操作，从而使得第一电池簇110的荷电状态得到调节。
第二温度调节模块320与电池管理模块400电连接，第二温度调节模块320用于接收温度调节指令(此时的温度调节指令为电池管理模块400检测到第二电池簇120的荷电状态发生异常时输出的)并调节第二电阻调节模块220的温度，使得第二电阻调节模块220的温度变化引起第二电阻调节模块220的电阻发生变化，使得第二电池簇120整个支路的内阻发生相应的变化，并使得第二电池簇120进行充电或放电操作，从而使得第二电池簇120的荷电状态得到调节。
第三温度调节模块330与电池管理模块400电连接，第三温度调节模块330用于接收温度调节指令(此时的温度调节指令为电池管理模块400检测到第三电池簇130的荷电状态发生异常时输出的)并调节第三电阻调节模块230的温度，使得第三电阻调节模块230的温度变化引起第三电阻调节模块230的电阻发生变化，使得第三电池簇130整个支路的内阻发生相应的变化，并使得第三电池簇130进行充电或放电操作，从而使得第三电池簇130的荷电状态得到调节。
由此可知，在电池簇的荷电状态发生异常时，通过给荷电状态发生异常的电池簇所在支路的温度调节模块发送温度调节指令，温度调节模块根据温度调节指令调节对应支路的电阻调节模块的温度，以调节电阻调节模块的电阻，从而调节整个支路的内阻，使得发生异常的电池簇进行充电或放电操作，以调节其荷电状态，从而实现各个电池簇之间的荷电状态一致，实现各电池簇间荷电状态的均衡调节。且与现有技术采用电力调节装置(如DC-DC、均衡器等，其器件结构多而复杂)调节的方式相比，其结构简单，体积小，重量小，集成度高，制造成本低。并且本实用新型实施例采用电阻调节的方式对系统造成的损耗远小于电力调节装置带来的损耗。这是因为现有的电力调节装置涉及的器件结构多而复杂，对系统的损耗影响比较大。
可选地，温度调节模块为热电温控装置。
其中，热电温控装置可以为热电制冷器。热电温控装置的具体选型可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
图3是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图。作为一种实施方式，可选地，参考图3，电池管理模块400包括储能管理单元410和多个簇级管理单元；各簇级管理单元通过通讯线相互连接并与储能管理单元410连接；每个电池簇和其所对应的温度调节模块均与一簇级管理单元电连接。
其中，各簇级管理单元通过通讯线相互连接并与储能管理单元410连接，各簇级管理单元均由储能管理单元410控制，接收储能管理单元410下发的指令(如温度调节指令)。如图3所示，第一簇级管理单元421、第二簇级管理单元422和第三簇级管理单元423通过通讯线相互连接并与储能管理单元410连接。
其中，每个电池簇均分别设置有一个温度调节模块和一个簇级管理单元，且对应的簇级管理单元和温度调节模块电连接，对应的簇级管理单元接收储能管理单元下发的温度调节指令并输出给温度调节模块，温度调节模块调节对应的电池簇的电阻调节模块的电阻，进调节对应的电池簇所在支路的内阻，以调节对应电池簇的荷电状态。如图3所示，第一簇级管理单元421分别与第一电池簇110和第一温度调节模块310电连接，第一簇级管理单元421用于接收储能管理单元410下发的温度调节指令(此时温度调节指令为储能管理单元410检测到第一电池簇110的荷电状态发生异常时输出的)并输出给第一温度调节模块310，由第一温度调节模块310调节第一电池簇110所对应的第一电阻调节模块210的电阻，以调节第一电池簇110所在支路的整体内阻，使第一电池簇110进行充电或放电操作，以调节第一电池簇110的荷电状态。第二簇级管理单元422分别与第二电池簇120和第二温度调节模块320电连接，第二簇级管理单元422用于接收储能管理单元410下发的温度调节指令(此时温度调节指令为储能管理单元410检测到第二电池簇120的荷电状态发生异常时输出的)并输出给第二温度调节模块320，由第二温度调节模块320调节第二电池簇120所对应的第二电阻调节模块220的电阻，以调节第二电池簇120所在支路的整体内阻，使第二电池簇120进行充电或放电操作，以调节第二电池簇120的荷电状态。第三簇级管理单元423分别与第三电池簇130和第三温度调节模块330电连接，第三簇级管理单元423用于接收储能管理单元410下发的温度调节指令(此时温度调节指令为储能管理单元410检测到第三电池簇130的荷电状态发生异常时输出的)并输出给第三温度调节模块330，由第三温度调节模块330调节第三电池簇130所对应的第三电阻调节模块230的电阻，以调节第三电池簇130所在支路的整体内阻，使第三电池簇130进行充电或放电操作，以调节第三电池簇130的荷电状态。
可选地，簇级管理单元的数量与温度调节模块的数量相同。
其中，每个电池簇均分别设置有一个温度调节模块和一个簇级管理单元，因此，温度调节模块的数量、簇级管理单元的数量均与电池簇的数量相同，具体的数量可根据实际的电池簇情况设置，在此不作具体的限定。
可选地，储能管理单元为储能管理器，簇级管理单元为簇级管理器。
图4是本实用新型实施例中提供的另一种储能系统的均衡调节系统的结构示意图。作为一种具体的实施方式，可选地，参考图4，设包括N个电池簇，在每个电池簇与汇流母线之间串联连接有一个调节装置(即包含耦合连接的电阻调节模块和温度调节模块)，每个调节装置由热敏电阻和热电制冷器耦合而成。且每个调节装置均设置有一个簇级管理单元(Cluster Management Unit，CMU)，每个CMU均与其对应的电池簇连接。且每个CMU通过通讯线相互连接并与电池储能管理单元(Battery System Management Unit，SMU)连接。
本实用新型实施例还提供了一种电池系统，该电池系统包括本实用新型任意实施例所提供的储能系统的均衡调节系统。
其中，该电池系统由多个电池簇并联而成。由于在每个电池簇和汇流母线之间串联连接有一个电阻调节模块，可以实现各电池簇间的荷电状态一致，实现各电池簇间的自动均衡调节，避免影响电池系统在额定功率下得充放电量，确保电池系统的最大可用容量。且由于设置电阻调节模块，使得该电池系统可以实现小体积、小重量、低成本、低损耗和高集成度的设计。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。
Claims (8)
1.一种储能系统的均衡调节系统，其特征在于，包括：
多个电池簇，每个电池簇并联连接在汇流母线上；
电阻调节模块，设置在每个电池簇与所述汇流母线之间；所述电阻调节模块能根据温度变化电阻变化；
电池管理模块和设置在每个电池簇与所述汇流母线之间的温度调节模块；
其中，每个所述温度调节模块与对应的所述电阻调节模块耦合连接；所述电池管理模块与各个电池簇以及各个所述温度调节模块电连接；
其中，所述电池管理模块用于获取各个电池簇的荷电状态，并向荷电状态发生异常的电池簇所对应的温度调节模块输出温度调节指令；所述温度调节模块用于接收所述温度调节指令并调节对应的电阻调节模块的电阻；
所述电池管理模块包括储能管理单元和多个簇级管理单元；各簇级管理单元通过通讯线相互连接并与所述储能管理单元连接；每个电池簇和其所对应的温度调节模块均与一所述簇级管理单元电连接。
2.根据权利要求1所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述电阻调节模块为热敏电阻。
3.根据权利要求2所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述热敏电阻为正向增益热敏电阻。
4.根据权利要求1所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述电阻调节模块串联连接在每个电池簇与汇流母线之间。
5.根据权利要求4所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述温度调节模块为热电温控装置。
6.根据权利要求5所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述簇级管理单元的数量与所述温度调节模块的数量相同。
7.根据权利要求5所述的储能系统的均衡调节系统，其特征在于，所述储能管理单元为储能管理器，所述簇级管理单元为簇级管理器。
8.一种电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的储能系统的均衡调节系统。
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Cited By (1)
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| CN117293883A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池储能系统及电流控制方法 |
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2022
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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