CN221531063U - 一种锂电多簇并机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电多簇并机系统，该系统包括多个并接锂电池簇，每个锂电池簇的输入端与交流输入相连接，其输出端与负载相连接；其中，每个锂电池簇至少包括充电模块、锂电池模组、二极管和放电模块；充电模块与交流输入和锂电池模组相连接，用于对锂电池模组进行充电；二极管的正端与锂电池模组的正极相连接，其负端作为输出端与负载相连接，用于阻断形成的环流；放电模块并接在二极管的两端，用于将电池能量放电至负载。本实用新型通过在每个锂电池簇输出端设置功率二极管，并在功率二极管上并联升压DCDC模块，从而并机不会形成电池簇环流。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电充放电控制技术领域，尤其涉及一种锂电多簇并机系统。
背景技术
随着新能源行业的发展，电池系统在汽车、储能领域得到了更广泛的应用，为了提升电池容量，电池串并联数目不断增加，系统整体总电压越来越高，对串并之后整个系统管理协调要求也越来越高，多簇电池组多柜并柜存在均流问题。多柜并联放电，因电芯内阻、容量等不一致、配电的差异等导致的柜间放电不均流，大电流放电时，造成电池柜逐个过流保护，新旧电池柜在线扩容问题,各种因素导致的不一致可能会引起严重偏流，甚至导致单电池柜过流断开；同时存在严重的消防问题，当锂电入列微模块数据机房，假如锂电柜内发生火灾，如何将火灾控制在机柜内部，不扩散到周边IT设备。相对于铅酸电池，单组电池容量较小，需要多组锂电池并联来提供大容量，单组电池的电压可达kv以上，电池组之间电压不一致就会引起的环流问题、电流不均衡问题，甚至逐组过流保护问题。
为了解决上述技术问题，现有技术提出了一种解决方案，其能量转移均衡拓扑结构参见图1所示，AC/DC、BDC均为电源模组，其中，AC/DC模块为交流转直流模块，BDC模块为双向直流转直流模块。AC/DC模块将交流转换成直流通过BDC直流模块对电池进行充电，同时BDC直流模块又会将电池能量输出给负载中。图1的拓扑结构中，为了解决多电池组并机存在的问题，把常规中的双向DCDC(BDC)去掉而在每组电池上增加BDC,从而实现了对每组锂电池的充放电实现控制，从而解决了上面所述的电池并联问题。但是，该方案的缺点就是增加了系统成本，如果在常规UPS基础上增加BDC,成本增加很大，而且效率也会一定的下降；如果代替常规UPS中的电源模块，一方面对厂家有特殊要求，另一方面成本仍然有比较大的增加。
故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，确有必要提供一种锂电多簇并机系统，采用一种简单的电路结构实现锂电池模组多簇并机，整个系统结构简单，占地面积小，效率高，电源和空调设备成本相应低；在实际应用中，锂电池模组并联方便，可带点插拔，更换方便，可按需配置，可在线扩容、不掉电割接。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：
一种锂电多簇并机系统，该系统包括多个并接锂电池簇，每个锂电池簇的输入端与交流输入相连接，其输出端与负载相连接；其中，每个锂电池簇至少包括充电模块、锂电池模组、二极管和放电模块；
充电模块与交流输入和锂电池模组相连接，用于对锂电池模组进行充电；
二极管的正端与锂电池模组的正极相连接，其负端作为输出端与负载相连接，用于阻断形成的环流；
放电模块并接在二极管的两端，用于将电池能量放电至负载。
作为进一步的改进方案，二极管采用单向功率二极管。
作为进一步的改进方案，充电模块采用AC/DC电路。
作为进一步的改进方案，放电模块采用DC/DC电路。
作为进一步的改进方案，放电模块根据二极管两端的电压状态启动升压操作以将电池能量放电至负载。
作为进一步的改进方案，锂电池模组的电压等级达KV级。
作为进一步的改进方案，该系统还包括通信单元，用于与主机进行数据通信。
与现有技术相比较，本实用新型技术方案中，每个锂电池模组设置充电模块，能够单独实现充电管理，同时在输出端设置功率二极管，并在功率二极管上并联升压DCDC模块，从而并机不会形成电池簇环流；在启动或者断电瞬间,二极管能够阻断电池形成的环流，防止输出电流倒灌锂电池模组，从而保护主功率器件；各个锂电池模组基本均衡一致时，能够通过二极管放电至输出端，同时，升压DCDC模块能够根据二极管两端的电压情况启动工作，实现高效并机。
附图说明
图1为现有技术电池模组并机结构示意图。
图2为本实用新型锂电多簇并机系统的原理示意图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型提供的技术方案作进一步说明。
参加图2，所示为本实用新型提供一种锂电多簇并机系统的原理示意图，该系统包括多个并接锂电池簇，每个锂电池簇的输入端与交流输入相连接，其输出端与负载相连接；其中，每个锂电池簇包括充电模块、锂电池模组、二极管和放电模块。
充电模块与交流输入和锂电池模组相连接，用于对锂电池模组进行充电；
二极管的正端与锂电池模组的正极相连接，其负端作为输出端与负载相连接，用于阻断形成的环流；
放电模块并接在二极管的两端，用于将电池能量放电至负载。放电模块根据二极管两端的电压状态启动升压操作以将电池能量放电至负载。
以下结合图2的具体实施方式说明本实用新型的工作原理。系统包括多个并接锂电池簇，每个锂电池簇由AC/DC电源模块、锂电池模组、通信单元、单向功率二极管D，DC/DC升压模块等单元组成，输出端与功率负载R相连接。母线电量从A输入，系统能量从B输出，AC/DC电源模块1可以对电池簇1直接充电，通过D1之后对负载放电或者通过升压DC/DC模块1对负载放电，AC/DC电源模块2可以对电池簇2直接充电，通过D2之后对负载放电或者通过升压DC/DC模块2对负载放电，AC/DC电源模块n可以对电池簇n直接充电,通过Dn之后对负载放电或者通过升压DC/DC模块n对负载放电。在启动或者断电瞬间,二极管能够阻断电池形成的环流，防止输出电流倒灌锂电池模组，从而保护主功率器件；系统并机完成之后，电池簇1会时刻检测Ua与Ub之间的压差值，当Ua>Ub，D1工作，当Ua<Ub，升压DC/DC模块1工作；工作电池簇2会时刻检测Ua与Uc之间的压差值，当Ua>Uc，D2工作，当Ua<Uc，升压DC/DC模块2工作；电池簇n会时刻检测Ua与Un之间的压差值，当Ua>Un，Dn工作，当Ua<Un，升压DC/DC模块n工作；电池簇之间有通信模块，共用一条通信总线，将电池簇1，电池簇2到电池簇所有数据上报给主机，由主机统一管理数据，实现整个系统的能量分配和控制。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种锂电多簇并机系统，其特征在于，该系统包括多个并接锂电池簇，每个锂电池簇的输入端与交流输入相连接，其输出端与负载相连接；其中，每个锂电池簇至少包括充电模块、锂电池模组、二极管和放电模块；
充电模块与交流输入和锂电池模组相连接，用于对锂电池模组进行充电；
二极管的正端与锂电池模组的正极相连接，其负端作为输出端与负载相连接，用于阻断形成的环流；
放电模块并接在二极管的两端，用于将电池能量放电至负载。
2.根据权利要求1所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，二极管采用单向功率二极管。
3.根据权利要求1或2所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，充电模块采用AC/DC电路。
4.根据权利要求3所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，放电模块采用DC/DC电路。
5.根据权利要求4所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，放电模块根据二极管两端的电压状态启动升压操作以将电池能量放电至负载。
6.根据权利要求3所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，锂电池模组的电压等级达KV级。
7.根据权利要求3所述的锂电多簇并机系统，其特征在于，该系统还包括通信单元，用于与主机进行数据通信。
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