CN221174905U - 储能测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种储能测试系统，其特征在于，储能测试系统适于对电芯组测试，电芯组包括第一电芯组和第二电芯组，储能测试系统包括：用于控制第一电芯组放电的放电控制模块、用于控制第二电芯组充电的充电控制模块、用于根据第一电芯组和/或第二电芯组的参数控制所述放电控制模块的电能分配到所述充电控制模块的功率均衡模块；放电控制模块与第一电芯组电连接，充电控制模块与第二电芯组电连接，功率均衡模块与充电控制模块、放电控制模块电连接。本实用新型能够回收第一电芯组在测试过程中释放的电能，回收的电能经功率均衡模块分配以后，可以直接对第二电芯组进行充电，实现电能的循环利用，提高能量综合利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池生产制造技术领域，具体涉及一种储能测试系统。
背景技术
如何更加绿色、更加节能的制造锂电池始终是本领域的追求与方向。然而，如何兼顾企业效益，即不增加或者降低成本的同时，达成绿色理念却是难点。
必要的，锂离子电池生产过程中会对电池进行系列测试，通常，放电过程中的电能大部分被测试系统消耗，对于单块电芯而言，其能量低下，难以利用。然而，当有成千上万的电芯同时放电时，其能量却是难以忽略的。测试过程能量浪费严重，不符合绿色生产理念。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种储能测试系统，用以提升电能利用效率，降本增效的同时降低锂电池生产过程中的碳排放。
为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
本实用新型提供一种储能测试系统，储能测试系统适于对电芯组测试，电芯组包括第一电芯组和第二电芯组，储能测试系统包括：放电控制模块，放电控制模块与第一电芯组电连接，放电控制模块用于控制第一电芯组放电；充电控制模块，充电控制模块与第二电芯组电连接，充电控制模块用于控制第二电芯组充电；功率均衡模块，功率均衡模块与充电控制模块、放电控制模块电连接，功率均衡模块用于根据第一电芯组和/或第二电芯组的参数控制放电控制模块的电能分配到充电控制模块。
作为本实用新型的一种优选方案，放电控制模块，用于控制第一电芯组的输出电压或输出电流，并且将第一电芯组输出的第一电能输入至功率均衡模块；
作为本实用新型的一种优选方案，充电控制模块，用于控制第二电芯组的输入电压或输入电流，并且将功率均衡模块输出的第二电能输入至第二电芯组；
作为本实用新型的一种优选方案，储能测试系统还包括储能模块，储能模块与功率均衡模块电连接；
若第一电能大于第二电能，则放电控制模块向功率均衡模块输出第一电能；功率均衡模块向充电控制模块输出第二电能，向储能模块输出第三电能，第二电能与第三电能的和小于等于第一电能。
作为本实用新型的一种优选方案，若第一电能小于第二电能，则放电控制模块向功率均衡模块输出第一电能，储能模块向功率均衡模块输出第四电能，第一电能与第四电能的和大于等于第二电能；功率均衡模块向充电控制模块输出第二电能。
作为本实用新型的一种优选方案，功率均衡模块还与电网接口电连接，电网接口连接电网；若第一电能小于第二电能，则放电控制模块向功率均衡模块输出第一电能，储能模块向功率均衡模块输出第四电能，电网接口向功率均衡模块输出第五电能，第一电能、第四电能与第五电能的和大于等于第二电能；功率均衡模块向充电控制模块输出第二电能。
作为本实用新型的一种优选方案，所述功率均衡模块还与电网接口电连接，所述电网接口连接电网；若第一电能小于第二电能，则所述放电控制模块向所述功率均衡模块输出第一电能，所述电网接口向所述功率均衡模块输出第五电能，所述第一电能与所述第五电能的和大于等于所述第二电能；所述功率均衡模块向所述充电控制模块输出第二电能。
作为本实用新型的一种优选方案，充电控制模块和放电控制模块集成于不同的硬件中，或者，充电控制模块和放电控制模块集成于同一硬件中。
作为本实用新型的一种优选方案，充电控制模块或者放电控制模块包括PLC芯片、DCDC和模数转换器。
作为本实用新型的一种优选方案，功率均衡模块包括PLC芯片、ACDC和模数转换器。
作为本实用新型的一种优选方案，储能模块包括锂电池、钠电池、钾电池、铝离子电池、锌离子电池、镁离子电池、液流电池、锌空电池、氢燃料电池中的至少一种；
作为本实用新型的一种优选方案，储能测试系统还包括控制模块，控制模块与第一电芯组、第二电芯组电连接；控制模块还用于根据第一电芯组中第一电芯的状态参数，将第一电芯分配至第二电芯组，或者，控制模块还用于根据第二电芯组中第二电芯的状态参数，将第二电芯分配至第一电芯组。
作为本实用新型的一种优选方案，控制模块与功率均衡模块集成于同一硬件中。
作为本实用新型的一种优选方案，第一电芯组和第二电芯组的参数包括充电时间、放电时间、电流、电压、电容中的至少一种。
如图1所示，储能测试系统包括功率均衡模块1、放电控制模块2、充电控制模块3、第一电芯组4、第二电芯组5；放电控制模块2与功率均衡模块1电连接，充电控制模块3与功率均衡模块1电连接，第一电芯组4与放电控制模块2电连接，第二电芯组5与充电控制模块3电连接。
可选的，储能测试系统还包括储能模块，如图2所示，储能模块6与功率均衡模块1电连接。
可选的，储能测试系统还包括控制模块，如图4所示，控制模块7与第一电芯组4、第二电芯组5电连接。
可选的，控制模块7与功率均衡模块1集成于同一硬件中。
储能测试系统的一种工作流程如图3所示，在系统开始工作后，首先根据正在测试的电芯状态进行分组，判断第一电芯组4的功率是否大于第二电芯组5的功率。若第一电芯组4的功率更大，则可直接使用第一电芯组4提供的能量通过功率均衡模块1给第二电芯组5供能，剩余的能量则存储到储能模块6中。由于不同时刻电芯的状态可能会切换，如由第一电芯组4切换至第二电芯组5，或者相反，该过程将使得充电功率和放电功率变化，控制模块7可以实时调整电芯所在的分组，同时也会实时监控第二电芯组5以及第一电芯组4所需能量变化、储能模块6剩余能量，根据情况及时通过功率均衡模块1进行能量分配。
可选的，储能测试系统还包括电网接口，如图5所示，电网接口8与功率均衡模块1电连接，电网接口连接电网。
储能测试系统的另一种工作流程如图6所示，在系统开始工作后，首先根据正在测试的电芯状态进行分组，判断第一电芯组4的功率是否大于第二电芯组5的功率。若第一电芯组4的功率更小，且储能模块6中存储的电能充足，则在使用第一电芯组4能量的同时，还需要使用储能模块6中存储的电能。
储能测试系统的另一种工作流程如图7所示，在系统开始工作后，首先根据正在测试的电芯状态进行分组，判断第一电芯组4的功率是否大于第二电芯组5的功率。若第一电芯组4的功率更小，且储能模块6中的电能不足，则需要直接获取电网的电能进行补足。
本实用新型的一种储能测试系统，具有以下有益效果：本实用新型能够回收第一电芯组在测试过程中释放的电能，回收的电能经功率均衡模块分配以后，可以直接对第二电芯组进行充电，实现电能的循环利用，提高能量综合利用效率。
附图说明
图1是本实用新型所述的储能测试系统的一种结构示意图。
图2是本实用新型所述的储能测试系统的另一种结构示意图。
图3是本实用新型所述的储能测试系统的一种工作流程图。
图4是本实用新型所述的储能测试系统的另一种结构示意图。
图5是本实用新型所述的储能测试系统的另一种结构示意图。
图6是本实用新型所述的储能测试系统的另一种工作流程图。
图7是本实用新型所述的储能测试系统的另一种工作流程图。
附图标记说明：
1-功率均衡模块，2-放电控制模块，3-充电控制模块，4-第一电芯组，5-第二电芯组，6-储能模块，7-控制模块，8-电网接口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。
实施例1；
本实施例涉及7个第二电芯组5以及10个第一电芯组4的长期循环测试，系统的结构示意图如图4所示，系统的工作流程图如图3所示。
根据本实施例中第一电芯组4和第二电芯组5两者的总容量(1500Ah，3.2V)，配备6.25倍容量的储能模块6(9375Ah)，储能模块6采用基于磷酸铁锂的电芯，额定电压为3.2V。储能模块6预先储存80％SoC电量(24kWh)。
在系统正常运行后，某一时刻的电芯状态如表1所示。本实施例中第一电芯组4的总电流为630A，对应总功率为1920.5W；第二电芯组5的总电流为403A，对应总功率为1744.8W。
本实施例中第一电芯组4提供的电能通过功率均衡模块1导入充电控制模块3，其中充电控制模块3、放电控制模块2以及功率均衡模块1的整体电能转化效率在93％。据此，第二电芯组5所需的电流可以完全由第一电芯组4提供，此外剩余41.3W功率，该部分能量通过储能模块6进行存储。
在本实施例中所述的状态下，系统不需要额外供能，显著提升了能源使用效率。
表1 17个电芯的参数以及某时刻的状态
实施例2；
在实施例1的基础上持续记录17个电芯的能量消耗情况，记录时间为7天。
系统的结构示意图如图5所示，系统的工作流程如图7所示。
表2给出了每天该系统的能量进出统计情况。其中“+”表示输出，“-”表示输入。
在某个时刻内，储能模块6可能存在输入和输出状态，但从一天周期看，整体仍是输出能量。当储能模块6内的能量耗尽时，需要从电网补电(第3天、第5天)，重新补充到80％SoC。
根据一周的统计情况，第一电芯组4总的放电能量为335.3kWh，第二电芯组5总的充电能量为406.4kWh，储能模块6预存24.0kWh，电网补电61.2kWh，储能模块6最后剩余1.2kWh。于是，对于该总共4.8kWh(1500Ah，3.2V)的待测电芯，一周省电总量为335.3-24+1.2＝312.5kWh。
表2一周内系统各模块能量进出情况(“+”表示释放，“-”表示吸收)
| 天数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 放电(kWh) | +46.2 | +45.3 | +50.8 | +52.9 | +47.4 | +44.6 | +48.1 |
| 充电(kWh) | -52.6 | -58.1 | -60.2 | -65.3 | -57.3 | -53.6 | -59.3 |
| 储能(kWh) | +7.2 | +14.4 | -21.6 | +13.9 | -13.9 | +10.2 | +12.6 |
| 电网(kWh) | 0 | 0 | +32.3 | 0 | +28.9 | 0 | 0 |
实施例3；
本实施例研究了对于仅需要定容的电芯的节能情况。
本实施例提供一种储能测试系统，该系统的结构示意图参照图5，该系统的工作流程图参照图7。
本实施例依然使用了实施例1中的17个测试通道，所有待测电芯设计容量为48Ah(3.2V)，测试电流为1C，截止电流为0.02C。表3统计了在流水作业情况中每天电芯的测试数量以及对应的能耗。
根据统计测试结果，一周内总共测试了1079枚电芯，完成容量标定52711.9Ah。第二电芯组5充电总能量182.3kWh，第一电芯组4放电总能量为159.7kWh。储能模块6在开始前存储24kWh能量，经过一周消耗后在第七天再次补充到24kWh。整个过程中仅从电网补充能量28.2kWh。换句话说，原本需要182.3kWh的能量，现在仅需要28.2kWh，节能＝(182.3-28.2)/182.3＝84.5％。据此，假设出货50GWh，用电单价0.5元/kWh，则可省2110万元。
表3定容测试情形下储能测试系统的能量消耗情况
本实用新型能够回收第一电芯组在测试过程中释放的电能，回收的电能经功率均衡模块分配以后，可以直接对第二电芯组进行充电，实现电能的循环利用，提高能量综合利用效率。
可选的，本申请除了能够实现上述效果之外，还可以实现在电价低谷时吸收电网电能，在电价高峰时再出售，这既增强了削峰填谷的能力，同时创造了更多的经济效益。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种储能测试系统，其特征在于，所述储能测试系统适于对电芯组测试，所述电芯组包括第一电芯组和第二电芯组，所述储能测试系统包括：
放电控制模块，所述放电控制模块与所述第一电芯组电连接，所述放电控制模块用于控制所述第一电芯组放电；
充电控制模块，所述充电控制模块与所述第二电芯组电连接，所述充电控制模块用于控制所述第二电芯组充电；
功率均衡模块，所述功率均衡模块与所述充电控制模块、所述放电控制模块电连接，所述功率均衡模块用于根据所述第一电芯组和/或所述第二电芯组的参数控制所述放电控制模块的电能分配到所述充电控制模块。
2.根据权利要求1所述的储能测试系统，其特征在于，
所述放电控制模块，用于控制所述第一电芯组的输出电压或输出电流，并且将所述第一电芯组输出的第一电能输入至所述功率均衡模块；
所述充电控制模块，用于控制所述第二电芯组的输入电压或输入电流，并且将所述功率均衡模块输出的第二电能输入至所述第二电芯组。
3.根据权利要求2所述的储能测试系统，其特征在于，所述储能测试系统还包括储能模块，所述储能模块与所述功率均衡模块电连接；
若第一电能大于第二电能，则所述放电控制模块向所述功率均衡模块输出第一电能；
所述功率均衡模块向所述充电控制模块输出第二电能，向所述储能模块输出第三电能，所述第二电能与所述第三电能的和小于等于所述第一电能。
4.根据权利要求3所述的储能测试系统，其特征在于，
若第一电能小于第二电能，则所述放电控制模块向所述功率均衡模块输出第一电能，所述储能模块向所述功率均衡模块输出第四电能，所述第一电能与所述第四电能的和大于等于所述第二电能；
所述功率均衡模块向所述充电控制模块输出第二电能。
5.根据权利要求3所述的储能测试系统，其特征在于，所述功率均衡模块还与电网接口电连接，所述电网接口连接电网；
若第一电能小于第二电能，则所述放电控制模块向所述功率均衡模块输出第一电能，所述储能模块向所述功率均衡模块输出第四电能，所述电网接口向所述功率均衡模块输出第五电能，所述第一电能、所述第四电能与所述第五电能的和大于等于所述第二电能；
所述功率均衡模块向所述充电控制模块输出第二电能。
6.根据权利要求3所述的储能测试系统，其特征在于，所述功率均衡模块还与电网接口电连接，所述电网接口连接电网；
若第一电能小于第二电能，则所述放电控制模块向所述功率均衡模块输出第一电能，所述电网接口向所述功率均衡模块输出第五电能，所述第一电能与所述第五电能的和大于等于所述第二电能；
所述功率均衡模块向所述充电控制模块输出第二电能。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述充电控制模块和所述放电控制模块集成于不同的硬件中，或者，所述充电控制模块和所述放电控制模块集成于同一硬件中。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述充电控制模块或者所述放电控制模块包括PLC芯片、DCDC和模数转换器。
9.根据权利要求1至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述功率均衡模块包括PLC芯片、ACDC和模数转换器。
10.根据权利要求3至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述储能模块包括锂电池、钠电池、钾电池、铝离子电池、锌离子电池、镁离子电池、液流电池、锌空电池、氢燃料电池中的至少一种。
11.根据权利要求1至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述储能测试系统还包括控制模块，所述控制模块与所述第一电芯组、所述第二电芯组电连接；
所述控制模块还用于根据第一电芯组中第一电芯的状态参数，将所述第一电芯分配至所述第二电芯组，或者，所述控制模块还用于根据第二电芯组中第二电芯的状态参数，将所述第二电芯分配至所述第一电芯组。
12.根据权利要求1至6中任意一项所述的储能测试系统，其特征在于，所述第一电芯组和所述第二电芯组的参数包括充电时间、放电时间、电流、电压、电容中的至少一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant |