CN220711136U - 一种储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能系统，该系统包括：串联连接的n级模块化电芯控制单元，模块化电芯控制单元包括外接连接端、电芯、温度检测模块、电芯微控制模块、电压检测模块、通信模块和开关切换模块。其中，电芯通过开关切换模块与外接连接端电连接；开关切换模块用于控制电芯是否接入储能系统。温度检测模块用于对电芯进行温度检测，并发送至电芯微控制模块。电压检测模块用于对电芯进行电压检测，并发送至电芯微控制模块。通信模块用于模块化电芯控制单元与上级控制单元之间的信息交互。本实用新型实施例提供的技术方案可以将电芯控制单元模块化，无需电池管理系统和储能变流器即可组成储能系统，方便组装和操作，并可以降低成本。

Description

一种储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池储能技术领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

现有的锂电池储能系统主要由电池系统和储能变流器组成，电池系统通过储能变流器与交流电网进行能量交互，电池系统中设置有电池管理系统主控单元和从控单元，对电池系统进行管理。其中，电池系统中包含多个电芯组成的模块。

随着电芯容量和尺寸越来越大，单个电芯尺寸大，重量重。由多个电芯组成的模块尺寸较大，重量重达几百斤，组装操作很不方便。并且电池管理系统和储能变流器成本较高，储能变流器体积较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种储能系统，以解决多个电芯组成的模块尺寸大，重量重，不方便组装操作，以及电池管理系统和储能变流器成本较高，储能变流器体积较大的问题。

一种储能系统，包括：

串联连接的n级模块化电芯控制单元，模块化电芯控制单元包括外接连接端、电芯、温度检测模块、电芯微控制模块、电压检测模块、通信模块和开关切换模块；n为正整数；

其中，电芯通过开关切换模块与外接连接端电连接；开关切换模块用于控制电芯是否接入储能系统；

所述温度检测模块与所述电芯微控制模块电连接，所述温度检测模块用于对所述电芯进行温度检测，并发送电芯的温度信息至所述电芯微控制模块；

所述电压检测模块串联于所述电芯和所述电芯微控制模块之间，所述电压检测模块用于对所述电芯进行电压检测，并发送电芯的电压信息至所述电芯微控制模块；

所述通信模块与所述电芯微控制模块通信连接，所述通信模块用于所述模块化电芯控制单元与上级控制单元之间的信息交互；

所述电芯微控制模块还与所述开关切换模块电连接，所述电芯微控制模块用于根据所述电芯的温度信息、和/或电压信息和/或所述上级控制单元的交互信息对所述开关切换模块进行控制。

本实用新型实施例的技术方案通过设置模块化电芯控制单元，利用其中的温度检测模块和电压检测模块检测电芯的温度和电压信息，将其发送至电芯微控制模块。电芯微控制模块通过通信模块将该信息上传至上级控制单元。上级控制单元根据各模块的信息下发指令给电芯微控制模块。电芯微控制模块根据指令信号控制开关切换模块，控制电芯接入储能系统或从储能系统中断开。本实用新型实施例提供的技术方案可以将电芯控制单元模块化，无需电池管理系统和储能变流器即可组成储能系统，方便组装和操作，并可以降低成本。

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提供的一种储能系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种储能系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种储能系统的工作原理的流程示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种模块化电芯控制单元投切逻辑算法的电压变化波形示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种电压波形示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种电压波形示意图；

图8是本实用新型实施例提供的又一种电压波形示意图；

图9是本实用新型实施例提供的又一种电压波形示意图；

图10为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图。

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提供的一种储能系统的结构示意图。参见图1，该储能系统包括：串联连接的n级模块化电芯控制单元1，模块化电芯控制单元1包括外接连接端11、电芯12、温度检测模块13、电芯微控制模块14、电压检测模块15、通信模块16和开关切换模块17，n为正整数。

其中，电芯12通过开关切换模块17与外接连接端11电连接；开关切换模块17用于控制电芯12是否接入储能系统。

温度检测模块13与电芯微控制模块14电连接，温度检测模块13用于对电芯12进行温度检测，并发送电芯的温度信息至电芯微控制模块14。

电压检测模块15串联于电芯12和电芯微控制模块14之间，电压检测模块15用于对电芯12进行电压检测，并发送电芯的电压信息至电芯微控制模块14。

通信模块16与电芯微控制模块14通信连接，通信模块16用于模块化电芯控制单元1与上级控制单元之间的信息交互。

电芯微控制模块14还与开关切换模块17电连接，电芯微控制模块14用于根据电芯12的温度信息、和/或电压信息和/或上级控制单元的交互信息对开关切换模块17进行控制。

其中，通信模块16可以包括光纤端子和光纤通信芯片。

具体地，模块化电芯控制单元1的工作原理为：温度检测模块13检测得到电芯12的温度信息，将其发送至电芯微控制模块14。电压检测模块15检测得到电芯12的电压信息，将其发送至电芯微控制模块14。电芯微控制模块14将接收到的电芯12的温度和电压信息，通过通信模块16上传至上级控制单元。上级控制单元根据各模块的信息和电网状态，并根据预设的控制策略，通过通信模块16下发指令给电芯微控制模块14。电芯微控制模块14接收到指令信号后，根据指令控制开关切换模块17执行相应的动作，控制电芯12串联在储能系统中或者从储能系统中断开。

本实施例的技术方案通过设置模块化电芯控制单元1，利用其中的温度检测模块13和电压检测模块15检测电芯12的温度和电压信息，将其发送至电芯微控制模块14。电芯微控制模块14通过通信模块16将该信息上传至上级控制单元。上级控制单元根据各模块的信息下发指令给电芯微控制模块14。电芯微控制模块14根据指令信号控制开关切换模块17，控制电芯12接入储能系统或从储能系统中断开。本实施例提供的技术方案可以将电芯12控制单元模块化，无需电池管理系统和储能变流器即可组成储能系统，方便组装和操作，并可以降低成本。

图2为本实用新型实施例提供的另一种储能系统的结构示意图。参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，外接连接端11包括正极连接端B+和负极连接端B-，负极连接端B-与电芯12的负极电连接。

开关切换模块17包括第一开关K1和第二开关K1a，第一开关K1串联于电芯12的正极和正极连接端B+之间，第二开关K1a串联于正极连接端B+和负极连接端B-之间。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，第一开关K1和/或第二开关K1a包括MOS管。

具体地，电芯微控制模块14根据上级控制单元的指令发出驱动信号，驱动第一开关K1和第二开关K1a中的MOS管闭合或断开，以控制电芯12是否接入储能系统中。例如，第一开关K1中的MOS管闭合，正极连接端B+与电芯12正极连接；第二开关K1a中的MOS管断开，负极连接端B-与电芯12的负极连接，此时电芯12接入储能系统。又如第一开关K1中的MOS管断开，正极连接端B+与电芯12正极断开；第二开关K1a中的MOS管闭合，负极连接端B-与正极连接端B+连接，则电芯12从储能系统中断开。

在本实施例中，通过在开关切换模块17设置第一开关K1和第二开关K1a，通过其中的MOS管闭合或断开，能够使外接连接端11与电芯12的正、负极连接或断开，从而控制电芯12是否接入储能系统，使储能系统更加方便操作。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，温度检测模块13包括NTC电阻NTC1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；NTC电阻NTC1的第一端与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端与供电电压源17电连接；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第一端电连接，第二电阻R2的第二端与电芯微控制模块14电连接；所述第一电容C1与所述第一电阻R1的第一端电连接，所述第一电容C1与所述NTC电阻NTC1的第二端电连接；NTC电阻NTC1的第二端接地。

其中，NTC(Negative Temperature Coefficient)电阻为热敏电阻，其电阻值随着温度的升高而下降。

具体地，供电电压源17通过第一电阻R1向NTC电阻NTC1提供电压，NTC电阻NTC1检测电芯12的温度并将温度信息通过第二电阻R2传输给电芯微控制模块14。第一电容C1用于滤除来自电源的或者电路板感应而来的高频干扰信号。

在本实施例中，通过在温度检测模块13中设置NTC电阻NTC1、第一电阻R1和第二电阻R2组成温度检测电路，检测电芯12的温度并将温度信息传输给电芯微控制模块14。这样设置，有利于电芯微控制模块14及上级控制单元根据温度信息对电芯12进行控制。其中，第一电阻R1和第二电阻R2可以防止电路中电流过大，提升储能系统的安全性。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，储能系统还包括：

电源模块U1，电源模块U1与电芯12电连接；电源模块U1用于提供模块化电芯控制单元1的供电电压源17。

具体地，电源模块U1直接从电芯12取电，将其转化为模块化电芯控制单元1所需要的电压。示例性地，该电压可以是5V或3.3V。

在本实施例中，通过设置电源模块U1，为模块化电芯控制单元1供电。这样设置，由于电源模块U1结构简单，设计灵活，所以对模块化电芯控制单元1进行组装和操作时比较方便。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，电芯微控制模块14包括微控制芯片U2、隔离驱动电路U3、第三电阻R3和第四电阻R4；

微控制芯片U2包括第一驱动信号引脚和第二驱动信号引脚，第三电阻R3串联于第一驱动信号引脚和第二开关K1a的控制端之间，隔离驱动电路U3和第四电阻R4串联于第二驱动信号引脚和第一开关K1的控制端之间。

具体地，微控制芯片U2通过第一驱动信号引脚输出第一驱动信号，驱动第二开关K1a闭合或断开；通过第二驱动信号引脚输出第二驱动信号，驱动第一开关K1闭合或断开。由于第一开关K1和第二开关K1a中的MOS管的工作频率及输入阻抗高，容易被干扰，故设置隔离驱动电路U3，以实现主电路与控制电路之间的隔离，使之具有较强的抗干扰能力，避免功率级电路对控制信号的干扰。其中，第三电阻R3和第四电阻R4用于防止电流过大，损坏电路。

在本实施例中，通过在电芯微控制模块14中设置微控制芯片U2、隔离驱动电路U3、第三电阻R3和第四电阻R4，实现对第一开关K1和第二开关K1a的控制。这样设置，可以安全有效地控制芯片是否接入储能系统，方便组装和操作。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，电压检测模块15包括运算放大器18、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；

第五电阻R5串联于电芯12的正极和运算放大器18的第一输入端之间，第六电阻R6串联于电芯12的负极和运算放大器18的第二输入端之间，第七电阻R7串联于运算放大器18的输出端和电芯微控制模块14之间。

具体地，电芯12正极的电压信号通过第五电阻R5输入运算放大器18，同时电芯12负极的电压信号通过第六电阻R6输入运算放大器18，产生电压差，即为电芯12两端的电压。该电压经过运算放大器18放大后，通过第七电阻R7输入电芯微控制模块14。

在本实施例中，通过在电压检测模块15中设置运算放大器18、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，检测得到电芯12的电压信息并将其传输给电芯微控制模块14。这样设置，有利于电芯微控制模块14及上级控制单元根据电压信息对电芯12进行控制。其中，第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7可以防止电路中电流过大，损坏运算放大器18，从而提升储能系统的安全性。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，储能系统还包括：第八电阻R8和指示灯模块D1，第八电阻R8和指示灯模块D1串联于电芯微控制模块14和接地端之间；指示灯模块D1用于指示模块化电芯控制单元1的状态。

其中，指示灯模块D1可以包括发光二极管或白炽灯等。

具体地，电芯微控制模块14根据电芯12的温度和电压信息控制指示灯模块D1，指示模块化电芯控制单元1的运行状态。示例性地，指示灯常亮时，模块化电芯控制单元1运行正常；指示灯闪烁时，模块化电芯控制单元1运行故障。其中，第八电阻R8用于防止电流过大。

在本实施例中，通过设置第八电阻R8和指示灯模块D1，指示模块化电芯控制单元1的运行状态，结构简单，便于用户了解各个模块化电芯控制单元1的运行状态。在故障发生时，能够使用户及时发现故障点，便于故障的排查。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，储能系统还包括：电芯级控制板10，温度检测模块13、电芯微控制模块14、电压检测模块15、通信模块16和开关切换模块17均设置于电芯级控制板10上。

具体地，温度检测模块13、电芯微控制模块14、电压检测模块15、通信模块16和开关切换模块17集成于电芯级控制板10上，可以简化电路设计，减小电路体积，降低成本。其中，根据实际情况，电芯级控制板10可以设置在电芯12侧面或正面，与电芯12组成一体式结构，实现电芯12控制单元模块化。

在本实施例中，通过设置电芯级控制板10，将温度检测模块13、电芯微控制模块14、电压检测模块15、通信模块16和开关切换模块17集成于电芯级控制板10上，可以减少电路体积，有效降低成本。并且电芯级控制板10与电芯12组成一体式结构，更加方便储能系统组装和操作。

图3为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图。参见图3，在上述各实施例的基础上，可选地，储能系统还包括：

上级控制单元2；

换向单元3，包括第一换向开关Kb、第二换向开关Kc、第三换向开关Kd、第四换向开关Ke和滤波模块30；其中，滤波模块30包括滤波输入端、滤波输出端和公共端；第一换向开关Kb串联于第1级模块化电芯控制单元1的正极和滤波输入端之间；第二换向开关Kc串联于第n级模块化电芯控制单元1的负极和滤波输入端之间；第三换向开关Kd串联于第1级模块化电芯控制单元1的正极和公共端之间；第四换向开关Ke串联于第n级模块化电芯控制单元1的负极和公共端之间；滤波输出端和公共端作为换向单元3的输出端；

上级控制单元2用于控制第一换向开关Kb、第二换向开关Kc、第三换向开关Kd和第四换向开关Ke的状态，以将模块化电芯控制单元1的直流电换向为交流电。

继续参见图3，可选地，滤波模块30包括第一滤波电感L和第一滤波电容C。

继续参见图3，可选地，n级模块化电芯控制单元1串联成模块化电芯单元。其中，第1级模块化电芯控制单元1的正极连接端B+与换向单元3电连接，第一级模块化电芯控制单元1的负极连接端B-与第2级模块化电芯控制单元1的正极连接端B+电连接，其余模块化电芯控制单元1按顺序依次将正极连接端B+与上一级模块化电芯控制单元1的负极连接端B-电连接，第n级模块化电芯控制单元1的负极连接端B-与换向单元3电连接。

继续参见图3，可选地，上级控制单元2包括主控芯片20、第一通信单元21和第二通信单元22。

具体地，上级控制单元2通过第一通信单元21与模块化电芯控制单元1进行交互；通过第二通信单元22驱动换向单元3中的开关开通或关断。换向单元3用于将半波正弦电压进行换向处理。滤波模块30用于将电芯12的阶梯波进行平滑滤波。上级控制单元2还可以通过蓝牙或5G或WIFI模块与移动设备进行信息交互。示例性地，移动设备可以为手机或电脑等。

当储能电网并网时，模块化电芯控制单元1数量受到电网电压的限制。以230V电网为例，模块化电芯控制单元1数量为n＝230*1.1*1.414/2.5＝144个，故230V电网系统至少需要144个模块化电芯控制单元1串联组成。

继续参见图3，在上述各实施例的基础上，可选地，储能系统还包括：

电流检测模块4，电流检测模块4与上级控制单元2电连接，电流检测模块4用于检测滤波输出端的电流，并发送至上级控制单元2；

电网电压采样模块5，电网电压采样模块5与上级控制单元2电连接，电网电压采样模块5用于检测换向单元3的输出端的电压，并发送至上级控制单元2。

具体地，电网电压采样模块5用于对电网电压进行锁相。电流检测模块4用于检测系统电流，当电流超过预设阀值时断开换向单元3中的开关。

示例性地，图4为本实用新型实施例提供的一种储能系统的工作原理的流程示意图。参见图4，储能系统的工作原理为：

S110、系统上电。

S120、接收用户功率需求指令。其中，用户功率需求指令包括有功功率指令和无功功率指令或者有功功率指令和功率因数指令。

S130、模块化电芯控制单元1检测电芯12的电压和温度并上传给上级控制单元2。

S140、检测电网电压Vs，并计算其幅值和相位。

S150、计算n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi的幅值和相位角δ值。其计算公式为：

P＝3Vs*Vi*sinδ/jωL

Q＝3Vs*(Vs-Vi*cosδ)/jωL

其中，P表示有功功率，Q表示无功功率，L表示滤波电感。

S160、将n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi正弦半波分成288等分，nT时刻的电压峰值为Vi*sin(180*nT/288)。

S170、在电网电压相位角δ时开始投切模块化电芯控制单元1。投切的模块化电芯控制单元1相加的电压总和需接近于电压峰值。

在本实施例中，通过设置电流检测模块4和电网电压采样模块5，对电网电压和滤波端输出电流进行检测，有利于投切模块化电芯控制单元1时的电压计算以及提升系统电路的安全性。

本实施例的技术方案通过设置上级控制单元2和换向单元3，以将模块化电芯控制单元1的直流电换向为交流电。本实施例的技术方案无需加装储能逆变器，即可以降低系统的成本和体积。

需要说明的是，模块化电芯控制单元1投切的逻辑算法有多种，下面以充电时先给电芯电压低的电芯12充电，放电时优先给电压高的电芯12放电的投切逻辑算法为例进行具体说明，但不作为对本实用新型的限定。

图5为本实用新型实施例提供的一种模块化电芯控制单元投切逻辑算法的电压变化波形示意图。在上述各实施例的基础上，参见图5，电压波形经过换向处理成完整的正弦波。

示例性地，在充电模式下，144T时刻的电压峰值Vp为Vp＝Vi*sin90°＝Vi，将n级模块化电芯控制单元1的电芯电压从低到高依次相加，直至m个电芯电压之和约等于电压峰值。通过上级控制单元2向参与计算的m个模块化电芯控制单元1发送指令，使其中的第一开关K1闭合，第二开关K1a断开，则m个电芯12串联接入储能系统。同时通过上级控制单元2向其余n-m个模块化电芯控制单元1发送指令，使其中的第一开关K1断开，第二开关K1a关闭，则该n-m个电芯12从储能系统中断开。此时，整个系统回路电压约等于电压峰值。电压在1T～288T之间则形成了1个阶梯的正弦半波，将第2个正弦半波进行换向处理就变成了阶梯的正弦波，然后经过滤波模块30则变成了平滑的正弦波。

图6是本实用新型实施例提供的一种电压波形示意图，图7是本实用新型实施例提供的另一种电压波形示意图，图8是本实用新型实施例提供的又一种电压波形示意图，图9是本实用新型实施例提供的又一种电压波形示意图。可选地，在上述各实施例的基础上，参见图6，当电网电压相位角δ＝0，n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi大于电网电压Vs时，系统处于放电模式，系统输出为纯有功输出。参见图7，当电网电压相位角δ＝0，n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi小于电网电压Vs时，系统处于充电模式，系统输出为纯有功输出。参见图8，当电网电压相位角δ<0，n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi大于电网电压Vs时，系统处于放电模式，系统输出为有功和感性无功输出。参见图9，当电网电压相位角δ>0，n级模块化电芯控制单元1串联回路电压Vi大于电网电压Vs时，系统处于放电模式，系统输出为有功和容性无功输出。

需要说明的是，储能系统的工作模式以及输出的无功功率类型可以根据用户的需求进行选择。其中，储能系统的工作模式包括整流模式和逆变模式。储能系统输出的无功功率类型包括感性无功功率和容性无功功率。

电芯12故障旁路原理：当其中一个电芯12出现故障时，只需要通过电芯微控制模块14一直断开该模块化电芯控制单元1的第一开关K1，闭合其第二开关K1a即可旁路掉该电芯12，从而不影响系统的正常运行。此时通过电芯微控制模块14控制指示灯模块D1闪烁，表示此模块化电芯控制单元1出现故障。

本实施例的技术方案通过充电时先给电芯电压低的电芯12充电，放电时优先给电压高的电芯12放电的投切逻辑算法，无需额外的电池管理系统对电芯12进行控制，即可以降低储能系统的成本。以及在单个电芯12故障时，通过电芯微控制模块14控制该模块化电芯控制单元1的第一开关K1断开，第二开关K1a闭合可旁路掉该电芯12，并且控制指示灯模块D1向用户发出提示，从而不影响系统的正常运行，有利于快速排查系统故障。

图10为本实用新型实施例提供的又一种储能系统的结构示意图。可选地，参见图10，储能系统输出三相交流电；

串联连接的n级模块化电芯控制单元1、上级控制单元2和换向单元3组成储能系统的一相交流电输出模组；

三相交流电输出模组输出的交流电依次相差120度相位角。

继续参见图10，可选地，上级控制单元2还包括第三通信单元23。

其中，三相交流电输出模组分别为A相交流电输出模组、B相交流电输出模组和C相交流电输出模组。

具体地，将每一相交流电输出模组的零线N相连，每一相交流电输出模组的火线L对应连接到三相电网的三相火线(包括R线、S线、T线)。A相交流电输出模组中的上级控制单元2作为主控单元，通过第三通信单元23与其他两相交流电输出模组进行通信，控制其他两相交流电输出模组输出的交流电依次相差120度相位角。

本实施例的技术方案通过串联连接的n级模块化电芯控制单元1、上级控制单元2和换向单元3组成储能系统的一相交流电输出模组，储能系统输出三相交流电，与电网对接。本实施例的技术方案无需电池管理系统和储能变流器即可组成输出三相储能系统，方便组装和操作，并可以降低成本。

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 (12)

1.一种储能系统，其特征在于，包括：

串联连接的n级模块化电芯控制单元，所述模块化电芯控制单元包括外接连接端、电芯、温度检测模块、电芯微控制模块、电压检测模块、通信模块和开关切换模块；n为正整数；

其中，所述电芯通过所述开关切换模块与所述外接连接端电连接；所述开关切换模块用于控制所述电芯是否接入所述储能系统；

所述温度检测模块与所述电芯微控制模块电连接，所述温度检测模块用于对所述电芯进行温度检测，并发送电芯的温度信息至所述电芯微控制模块；

所述电压检测模块串联于所述电芯和所述电芯微控制模块之间，所述电压检测模块用于对所述电芯进行电压检测，并发送电芯的电压信息至所述电芯微控制模块；

所述通信模块与所述电芯微控制模块通信连接，所述通信模块用于所述模块化电芯控制单元与上级控制单元之间的信息交互；

所述电芯微控制模块还与所述开关切换模块电连接，所述电芯微控制模块用于根据所述电芯的温度信息、和/或电压信息和/或所述上级控制单元的交互信息对所述开关切换模块进行控制。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述外接连接端包括正极连接端和负极连接端，所述负极连接端与所述电芯的负极电连接；

所述开关切换模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关串联于所述电芯的正极和所述正极连接端之间，所述第二开关串联于所述正极连接端和所述负极连接端之间。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述第一开关和/或所述第二开关包括MOS管。

4.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述温度检测模块包括NTC电阻、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述NTC电阻的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与供电电压源电连接；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述电芯微控制模块电连接；所述第一电容与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电容与所述NTC电阻的第二端电连接；所述NTC电阻的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，还包括：

电源模块，所述电源模块与所述电芯电连接；所述电源模块用于提供所述模块化电芯控制单元的所述供电电压源。

6.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述电芯微控制模块包括微控制芯片、隔离驱动电路、第三电阻和第四电阻；

所述微控制芯片包括第一驱动信号引脚和第二驱动信号引脚，所述第三电阻串联于所述第一驱动信号引脚和所述第二开关的控制端之间，所述隔离驱动电路和所述第四电阻串联于所述第二驱动信号引脚和所述第一开关的控制端之间。

7.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述电压检测模块包括运算放大器、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

所述第五电阻串联于所述电芯的正极和所述运算放大器的第一输入端之间，所述第六电阻串联于所述电芯的负极和所述运算放大器的第二输入端之间，所述第七电阻串联于所述运算放大器的输出端和所述电芯微控制模块之间。

8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，还包括：第八电阻和指示灯模块，所述第八电阻和所述指示灯模块串联于所述电芯微控制模块和接地端之间；所述指示灯模块用于指示所述模块化电芯控制单元的状态。

9.根据权利要求1-8任一所述的储能系统，其特征在于，还包括：电芯级控制板，所述温度检测模块、所述电芯微控制模块、所述电压检测模块、所述通信模块和所述开关切换模块均设置于所述电芯级控制板上。

10.根据权利要求1-8任一所述的储能系统，其特征在于，还包括：

所述上级控制单元；

换向单元，包括第一换向开关、第二换向开关、第三换向开关、第四换向开关和滤波模块；其中，所述滤波模块包括滤波输入端、滤波输出端和公共端；所述第一换向开关串联于第1级所述模块化电芯控制单元的正极和所述滤波输入端之间；所述第二换向开关串联于第n级所述模块化电芯控制单元的负极和所述滤波输入端之间；所述第三换向开关串联于第1级所述模块化电芯控制单元的正极和所述公共端之间；所述第四换向开关串联于第n级所述模块化电芯控制单元的负极和所述公共端之间；所述滤波输出端和公共端作为所述换向单元的输出端；

所述上级控制单元用于控制所述第一换向开关、所述第二换向开关、所述第三换向开关和所述第四换向开关的状态，以将所述模块化电芯控制单元的直流电换向为交流电。

11.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，还包括：

电流检测模块，所述电流检测模块与所述上级控制单元电连接，所述电流检测模块用于检测所述滤波输出端的电流，并发送至所述上级控制单元；

电网电压采样模块，所述电网电压采样模块与所述上级控制单元电连接，所述电网电压采样模块用于检测所述换向单元的输出端的电压，并发送至所述上级控制单元。

12.根据权利要求10所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统输出三相交流电；

所述串联连接的n级模块化电芯控制单元、所述上级控制单元和所述换向单元组成所述储能系统的一相交流电输出模组；

三相所述交流电输出模组输出的交流电依次相差120度相位角。