CZ37372U1 - A battery storage system - Google Patents

A battery storage system Download PDF

Info

Publication number
CZ37372U1
CZ37372U1 CZ2022-40495U CZ202240495U CZ37372U1 CZ 37372 U1 CZ37372 U1 CZ 37372U1 CZ 202240495 U CZ202240495 U CZ 202240495U CZ 37372 U1 CZ37372 U1 CZ 37372U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
lto
battery
cells
storage system
voltage
Prior art date
Application number
CZ2022-40495U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Robert Sedláček
Original Assignee
TiTRON storage s.r.o
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TiTRON storage s.r.o filed Critical TiTRON storage s.r.o
Priority to CZ2022-40495U priority Critical patent/CZ37372U1/en
Publication of CZ37372U1 publication Critical patent/CZ37372U1/en
Priority to PCT/CZ2023/000044 priority patent/WO2024104514A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

Bateriový úložný systémBattery storage system

Oblast technikyField of technology

Podle tohoto technického řešení je předložen bateriový úložný systém pro ukládání elektrické energie, zvláště vhodný jako bateriové úložiště ve spojení se solárními články.According to this technical solution, a battery storage system for storing electrical energy is presented, particularly suitable as a battery storage in connection with solar cells.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

V současnosti je známo mnoho systémů pro ukládání elektrické energie, přičemž většina z nich je založena na použití lithium iontových či lithium polymerových, např. LiFePO4, baterií. Nevýhodou těchto článků je jejich kratší životnost, zejména při opakovaném hloubkovém vybití. Dalšími nevýhodami těchto článků je jejich náchylnost k samovznícení. Dále jsou známé titaničitan lithné bateriové články, známé pod zkratkou LTO (Lithium Titanate Oxid) články. Výhodami LTO článků jsou jednak vysoká životnost, která je až 35 000 cyklů při zatížení 0,5 C a jednak vyšší zatížitelnost, která dosahuje až do 10 C, přičemž ještě při zatížení 4C nedochází k dramatickému poklesu životních cyklů. Zatížení 4C je hodnota která je pro konvenční technologie v podstatě nedosažitelná. Písmenem C se označuje maximální proud a jedná se o násobek kapacity uvedené v Ah. Například 1,5C pro 10Ah článek je 15A). Další výhodou LTO článků je jejich výdrž při opakovaném hloubkovém vybití, přičemž ještě při vybiti na 80 % je uváděna jejich životnost 35 000 cyklů. Je zřejmé, že LTO články jsou jako úložiště elektrické energie zvláště výhodné. Známé bateriové řídicí systémy však nejsou vhodné pro použití s LTO články. Důvodem je zejména nižší napětí jednotlivých LTO článků v porovnání s Li Ion či LI Pol články. Při použití těchto známých bateriových řídicích systémů v kombinaci s LTO články také nastávají komplikace s balancovací funkcí. Správně fungující balancovací funkce je nezbytná pro bezproblémový provoz baterie. Jednotlivé články LTO baterie mají z výroby rozdílné vnitřní odpory. Krom jiného je vnitřní odpor ovlivněn také teplotou samotného článku. Během používání pak dochází vlivem ztrát k ohřevu článků, a tedy i změnám vnitřního odporu. Rozdílnost vnitřních odporů pak způsobuje při sériovém zapojení nerovnoměrné ztráty při nabíjení a vybíjení jednotlivých článků. Správná balancovací funkce je tedy nezbytná pro udržení stejné úrovně nabití všech sériově zapojených článků. V případě problémové balancovací funkce se nestíhají jednotlivé články srovnat a dochází tak k postupnému rozbalancování. V praxi se to projeví postupnou ztrátou využitelné celkové kapacity baterie.Currently, many systems for storing electrical energy are known, most of which are based on the use of lithium ion or lithium polymer, e.g. LiFePO4, batteries. The disadvantage of these cells is their shorter service life, especially with repeated deep discharge. Other disadvantages of these cells are their susceptibility to spontaneous combustion. Also known are lithium titanate battery cells, known under the abbreviation LTO (Lithium Titanate Oxide) cells. The advantages of LTO cells are on the one hand a high service life, which is up to 35,000 cycles at a load of 0.5 C, and on the other hand a higher load capacity, which reaches up to 10 C, while even at a load of 4 C there is no dramatic decrease in life cycles. The 4C load is a value that is essentially unattainable for conventional technologies. The letter C indicates the maximum current and it is a multiple of the capacity indicated in Ah. For example, 1.5C for a 10Ah cell is 15A). Another advantage of LTO cells is their endurance during repeated deep discharges, while even at 80% discharge, their lifetime is stated to be 35,000 cycles. It is clear that LTO cells are particularly advantageous as electrical energy storage. However, known battery control systems are not suitable for use with LTO cells. The reason is mainly the lower voltage of individual LTO cells compared to Li Ion or LI Pol cells. There are also complications with the balancing function when using these known battery control systems in combination with LTO cells. A properly functioning balancing function is essential for the smooth operation of the battery. The individual cells of the LTO battery have different internal resistances from the factory. Among other things, the internal resistance is also affected by the temperature of the cell itself. During use, the cells heat up due to losses, and thus the internal resistance changes. The difference in internal resistances causes uneven losses during charging and discharging of individual cells when connected in series. A proper balancing function is therefore necessary to maintain the same charge level of all cells connected in series. In the case of a problematic balancing function, the individual cells do not have time to align and thus a gradual imbalance occurs. In practice, this will result in a gradual loss of usable total battery capacity.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené problémy byly vyřešeny předmětem tohoto technického řešení, které je umožňuje v plné míře odstranit. Výsledkem technického řešení je bateriový úložný systém pro ukládání elektrické energie převyšující již fungující konkurenci ve všech klíčových výkonnostních ohledech, ať už se jedná o životnost bateriového úložného systému, možnosti nabíjecích a vybíjecích proudů a teplotní rozsah ve kterém dokáže plnohodnotně fungovat.The above-mentioned problems have been solved by the subject of this technical solution, which allows them to be fully eliminated. The result of the technical solution is a battery storage system for storing electrical energy that surpasses already functioning competition in all key performance aspects, whether it is the life of the battery storage system, the possibilities of charging and discharging currents, and the temperature range in which it can fully function.

Předmětem tohoto technického řešení je bateriový úložný systém obsahující úložnou část, která obsahuje alespoň dva titaničitan lithiové (LTO) články zapojené do sériové kombinace a měnič napětí, který je připojen k úložné části a propojuje úložnou část s elektrickou sítí pro nabíjení úložné části z elektrické sítě a vybíjení úložné části do elektrické sítě, jehož podstata spočívá v tom, že bateriový úložný systém dále obsahuje bateriový řídicí systém, který je připojen k měniči napětí pro řízení měniče napětí k nabíjení jednotlivých LTO článků z elektrické sítě nejvýše na napětí 2,8 V, přičemž ke každému LTO článku je paralelně připojen balancovací obvod obsahující balancovací odpor pro zajištění balancovacího proudu procházejícího každým LTO článkem s hodnotou nejvýše 290 mA a spínací prvek sériově připojený k balancovacímu odporu, přičemž bateriový řídicí systém obsahuje prvek pro měření napětí jednotlivých LTO článků a prvek proThe subject of this technical solution is a battery storage system comprising a storage part that contains at least two lithium titanate (LTO) cells connected in series combination and a voltage converter that is connected to the storage part and connects the storage part to the electrical network for charging the storage part from the electrical network and discharging the storage part into the electrical network, the essence of which is that the battery storage system further includes a battery control system that is connected to the voltage converter for controlling the voltage converter to charge individual LTO cells from the electrical network to a maximum voltage of 2.8 V, wherein a balancing circuit containing a balancing resistor is connected in parallel to each LTO cell to ensure a balancing current passing through each LTO cell with a maximum value of 290 mA and a switching element connected in series to the balancing resistor, while the battery control system includes an element for measuring the voltage of individual LTO cells and an element for

- 1 CZ 37372 U1 řízení každého spínacího prvku pro připojování přidruženého balancovacího odporu k příslušnému LTO článku pro jeho balancování v závislosti na změřeném napětí každého LTO článku ve vztahu k ostatním LTO článkům.- 1 CZ 37372 U1 control of each switching element for connecting the associated balancing resistor to the respective LTO cell for balancing it depending on the measured voltage of each LTO cell in relation to the other LTO cells.

Podle výhodného uskutečnění bateriového úložného systému jsou LTO články Li4TÍ50i2 články.According to a preferred embodiment of the battery storage system, the LTO cells are Li4T150i2 cells.

Podle dalšího výhodného uskutečnění bateriového úložného systému je měničem napětí měnič napětí s čistě sinusovým výstupem, přičemž bateriový řídicí systém je k měniči napětí připojen společnou sběrnicí a jak bateriový řídicí systém, tak i měnič napětí obsahují komunikační rozhraní připojitelné ke společné sběrnici.According to another advantageous embodiment of the battery storage system, the voltage converter is a voltage converter with a pure sine output, the battery control system is connected to the voltage converter by a common bus, and both the battery control system and the voltage converter contain a communication interface connectable to the common bus.

Podle ještě dalšího výhodného uskutečnění bateriového úložného systému obsahuje měnič napětí vstupní/výstupní člen uzpůsobený pro připojení k distribuční síti.According to yet another advantageous embodiment of the battery storage system, the voltage converter comprises an input/output member adapted to be connected to a distribution network.

Podle ještě dalšího výhodného uskutečnění bateriového úložného systému je mezi měničem napětí a úložnou částí zapojen odpojovač, který obsahuje komunikační rozhraní připojitelné ke společné sběrnici pro řízení odpojovače bateriovým řídicím systémem.According to yet another advantageous embodiment of the battery storage system, a disconnector is connected between the voltage converter and the storage part, which includes a communication interface connectable to a common bus for controlling the disconnector by the battery control system.

Podle ještě dalšího výhodného uskutečnění bateriového úložného systému má balancovací odpor hodnotu 9,7 Ohm.According to yet another advantageous embodiment of the battery storage system, the balancing resistor has a value of 9.7 Ohm.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Technické řešení bude jasněji pochopitelné z následujících příkladů uskutečnění a připojených výkresů, kde obr. 1 představuje příklad zapojení úložné části bateriového úložného systému podle technického řešení, a obr. 2 představuje blokové schéma příkladu uskutečnění bateriového úložného systému podle tohoto technického řešení.The technical solution will be more clearly understood from the following implementation examples and attached drawings, where Fig. 1 represents an example of the connection of the storage part of the battery storage system according to the technical solution, and Fig. 2 represents a block diagram of an example of the implementation of the battery storage system according to this technical solution.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of implementing a technical solution

Pro lepší pochopení bateriového úložného systému podle tohoto technického řešení budou nyní popsány příklady jeho možného uskutečnění. Toto technické řešení bude sice dále popsáno pomocí konkrétních uskutečnění a s odkazem na připojené výkresy, ale tyto příklady uskutečnění slouží jen k usnadnění pochopení podstaty a neznamenají omezení na toto uskutečnění. Zejména počet použitých LTO článků je v tomto příkladu uskutečnění velmi omezen a předpokládá se použití mnohem více sériově zapojených LTO článků tak, aby se dosáhlo mnohem vyšších napětí, například 220 V nebo i více. Stejně tak se přepokládá více paralelně zapojených sad LTO článků tak, aby se dosáhlo vyšších proudů, jak je to u současně dostupných bateriových úložných systémů. Technické řešení tedy není omezeno na popsaná uskutečnění, ale je omezen pouze nároky. Připojené výkresy jsou pouze schematické a nejsou zamýšleny jako omezující vynález na vyobrazená provedení.For a better understanding of the battery storage system according to this technical solution, examples of its possible implementation will now be described. Although this technical solution will be further described using specific implementations and with reference to the attached drawings, these implementation examples serve only to facilitate the understanding of the essence and do not imply a limitation to this implementation. In particular, the number of LTO cells used is very limited in this embodiment and it is envisaged to use many more LTO cells connected in series so as to achieve much higher voltages, for example 220 V or even more. Likewise, multiple sets of LTO cells connected in parallel are envisioned to achieve higher currents, as is the case with currently available battery storage systems. The technical solution is therefore not limited to the described implementations, but is limited only by the claims. The attached drawings are schematic only and are not intended to limit the invention to the embodiments shown.

Technické řešení bude nejprve popsáno na zjednodušeném příkladu, kde na obr. 1 je představeno elektrické schéma úložné části bateriového úložného systému tvořené třemi LTO články 1 připojenými na jeden bateriový řídicí systém 4. Tři LTO články 1 bateriového úložného systému jsou zde vyobrazeny pouze jako velmi zjednodušený ilustrační příklad, sloužící pro pochopení podstaty technického řešení. Odborníkovi je zřejmé, že ve skutečnosti bude bateriový úložný systém obsahovat úložnou část s řádově více LTO články 1, v závislosti na požadovaném napětí a proudu, který bude mít bateriový úložný systém dodávat. LTO články 1 jsou v tomto příkladuThe technical solution will first be described using a simplified example, where Fig. 1 shows the electrical diagram of the storage part of the battery storage system consisting of three LTO cells 1 connected to one battery control system 4. The three LTO cells 1 of the battery storage system are shown here only as a very simplified illustrative example, used to understand the essence of the technical solution. It will be apparent to one skilled in the art that, in fact, the battery storage system will include a storage section with an order of magnitude more LTO cells 1 , depending on the required voltage and current that the battery storage system will have to supply. LTO articles 1 are in this example

- 2 CZ 37372 U1 uskutečnění výhodně typu LÍ4TÍ5O12, ale mohou jimi být i další typy titaničitan lithných článků. Ke každému LTO článku je paralelně připojen balancovací obvod obsahující balancovací odpor 2 a s ním v sérii zapojený elektronický spínací prvek 3 pro připojení balancovacího odporu 2 k příslušnému LTO článku 1. Elektronický spínací prvek 3 je ovládaný bateriovým řídicím systémem 4. Balancovací odpor 2 má hodnotu zajišťující, že při maximálním napětí LTO článku 1, které je 2,8 V, bude balancovacím obvodem protékat proud o velikosti nejvýše 290 mA. Balancovací odpor 2 má zvláště výhodně hodnotu 9,7 Ohm, ale může mít i příslušně vyšší, například 9,8 Ohm, 9,9 Ohm, 10 Ohm a podobně, přičemž odborníkovi je zřejmé, se tím pouze ovlivní čas nezbytný k vybalancování všech článků. Bateriový řídicí systém 4, známý rovněž pod zkratkou BMS z anglického „Battery Management System“, obsahuje prvek 5 pro měření napětí každého LTO článku 1 a prvek 6 pro ovládání elektronického spínacího prvku 3 pro připojení balancovacího odporu 2 k danému LTO článku 1, čímže je řízeno balancování daného LTO článku v závislosti na změřeném napětí daného LTO článku 1 ve vztahu k ostatním LTO článkům 1 v úložné části bateriového úložného systému. Úložná část bateriového úložného systému má připojovací svorky pro připojení k měniči 8 napětí, který propojuje úložnou část bateriového úložného systému s elektrickou sítí pro nabíjení úložné části z elektrické sítě a pro vybíjení úložné části do elektrické sítě.- 2 CZ 37372 U1 implementation preferably of the LÍ4TÍ5O12 type, but they can also be other types of titanate lithium cells. A balancing circuit containing a balancing resistor 2 is connected in parallel to each LTO cell and an electronic switching element 3 connected in series with it for connecting the balancing resistor 2 to the corresponding LTO cell 1. The electronic switching element 3 is controlled by a battery control system 4. The balancing resistor 2 has a value ensuring , that at the maximum voltage of LTO cell 1, which is 2.8 V, a current of no more than 290 mA will flow through the balancing circuit. Balancing resistor 2 is particularly advantageously 9.7 Ohms, but can be correspondingly higher, for example 9.8 Ohms, 9.9 Ohms, 10 Ohms and the like, as will be apparent to a person skilled in the art, this will only affect the time required to balance all the cells . The battery management system 4, also known by the abbreviation BMS from the English "Battery Management System", contains an element 5 for measuring the voltage of each LTO cell 1 and an element 6 for controlling the electronic switching element 3 for connecting the balancing resistor 2 to the given LTO cell 1, which is controlled balancing of the given LTO cell depending on the measured voltage of the given LTO cell 1 in relation to the other LTO cells 1 in the storage part of the battery storage system. The storage part of the battery storage system has connection terminals for connection to the voltage converter 8, which connects the storage part of the battery storage system to the electrical grid for charging the storage part from the electrical grid and for discharging the storage part to the electrical grid.

Odborníkovi je zřejmé, že pro použití bateriového úložného systému v systému připojeného například k solárním článkům a schopného dodávat proud do lokální sítě, např. rodinného domu, továrny apod., nebo i do veřejné sítě, se používá sestava obsahující více bateriových řídicích systému, přičemž je důležité, aby jednotlivé bateriové řídicí systémy byly spolu schopné vzájemně komunikovat přes sběrnici. V příkladném provedení bateriového úložného systému podle technického řešení je jako bateriový řídicí systém 4 použit bateriový řídicí systém značky ORION od firmy Ewert Energy, Inc, který byl upraven v souladu s požadavky technického řešení. Tento bateriový řídicí systém 4 je opatřen komunikačním rozhraním pro připojení ke společné sběrnici. Při provozu bateriového úložného systému každý bateriový řídicí systém 4 neustále sleduje hodnotu napětí každého k němu připojeného LTO článku 1 a v případě potřeby pak spíná jednotlivé balancovací obvody příslušných LTO článků 1 tak, aby se zajistilo v podstatě stejné napětí jednotlivých LTO článků 1 bateriového úložného systému podle tohoto technického řešení.It is clear to a person skilled in the art that for the use of a battery storage system in a system connected, for example, to solar cells and capable of supplying current to a local network, e.g. a family home, a factory, etc., or even to a public network, an assembly containing several battery control systems is used, whereby it is important that the individual battery control systems are able to communicate with each other via the bus. In the exemplary embodiment of the battery storage system according to the technical solution, an ORION brand battery control system from Ewert Energy, Inc., which has been modified in accordance with the requirements of the technical solution, is used as the battery control system 4 . This battery control system 4 is equipped with a communication interface for connection to a common bus. During the operation of the battery storage system, each battery control system 4 constantly monitors the voltage value of each LTO cell 1 connected to it and, if necessary, then switches the individual balancing circuits of the respective LTO cells 1 in such a way as to ensure essentially the same voltage of the individual LTO cells 1 of the battery storage system according to this technical solution.

Na obr. 2 je představeno blokové schéma bateriového úložného systému, na kterém je úložná část, která je obdobná, jako byla popsána na obr. 1, ale obsahuje potřebný počet LTO článků 1, a která je připojena, např. přes svorky či jiné připojovací rozhraní, k měniči 8 napětí, přes který je realizováno připojení bateriového úložného systému k elektrické síti. Ke každému LTO článku 1 je již v tomto příkladu připojen balancovací obvod s elektronickým spínacím prvkem a balancovacím odporem, které nejsou pro zjednodušení na obr. 2 zobrazeny. Bateriový úložný systém dále na obr. 2 výhodně obsahuje odpojovač 9 pro odpojení úložné části bateriového úložného systému od měniče 8 napětí. Jak měnič 8 napětí, tak i odpojovač 9 obsahují komunikační rozhraní připojitelná ke společné sběrnici-pro ovládání měniče 8 napětí bateriovým řídicím systémem 4. Odborníkovi je zřejmé, že odpojovač 9 je pouze výhodný a že je možné uskutečnění, ve kterém neobsahuje bateriový úložný systém odpojovač. V tomto příkladu uskutečnění je měničem měnič firmy Victron, který obsahuje komunikační rozhraní připojitelné ke společné sběrnici a který vytváří střídavé napětí s pravidelným sinusovým průběhem.Fig. 2 shows a block diagram of a battery storage system, on which there is a storage part that is similar to that described in Fig. 1, but contains the necessary number of LTO cells 1, and which is connected, e.g. via clamps or other connections interface, to the 8 voltage converter, through which the connection of the battery storage system to the electrical network is realized. In this example, a balancing circuit with an electronic switching element and a balancing resistor, which are not shown in Fig. 2 for simplicity, is already connected to each LTO cell 1. Further in Fig. 2, the battery storage system advantageously includes a disconnector 9 for disconnecting the storage part of the battery storage system from the voltage converter 8. Both the voltage converter 8 and the disconnector 9 include communication interfaces connectable to a common bus-for controlling the voltage converter 8 by the battery control system 4. It is clear to a person skilled in the art that the disconnector 9 is only convenient and that an embodiment is possible in which the battery storage system does not include a disconnector . In this exemplary embodiment, the inverter is a Victron inverter, which includes a communication interface connectable to a common bus and which produces an alternating voltage with a regular sinusoidal waveform.

Bateriový systém podle tohoto technického řešení poskytuje několikanásobně vyšší životnost a vybíjecí proudy než nejpoužívanější LiFePO4 technologie, přičemž splňuje vyšší bezpečnostní standardy co do požární bezpečnosti. Systém lze provozovat i v teplotách od -30 °C, hodí se tak například i pro zimní provoz do horských chat, nebo jiné venkovní instalace kde by standardní baterie nemohly být uloženy bez výrazné teplotní korekce prostředí. Výhodou bateriového systému podle tohoto technického řešení je vysoký nabíjecí a vybíjecí proud, díky čemuž je možné bateriový systém podle tohoto technického řešení použít v mnoha odvětvích ať již v malém objemu například při nabíjení aut v domácích či komerčních provozech, nebo ve větším objemu velkých baterií jako stabilizátory sítě proti mikro-výpadkům, bez vysoké míry degradace jejich další funkce.The battery system according to this technical solution provides several times higher lifetime and discharge currents than the most used LiFePO4 technology, while meeting higher safety standards in terms of fire safety. The system can also be operated in temperatures from -30 °C, making it suitable, for example, for winter operation in mountain huts or other outdoor installations where standard batteries could not be stored without significant temperature correction of the environment. The advantage of the battery system according to this technical solution is a high charging and discharging current, which makes it possible to use the battery system according to this technical solution in many sectors, whether in a small volume, for example when charging cars in domestic or commercial operations, or in a larger volume of large batteries such as network stabilizers against micro-failures, without a high degree of degradation of their other functions.

- 3 CZ 37372 U1- 3 CZ 37372 U1

Je třeba poznamenat, že výraz „obsahující“, používaný v nárocích, nelze vykládat tak, že omezuje obsah na výrazy uvedené dále. Není tedy záměrem vyloučit obsažení dalších prvků než v nárocích uvedených. Je tedy nutné toto slovo vykládat jako uvedení představené vlastnosti či technického 5 prostředku, které ale nevylučuje přítomnost nebo přidání jednoho či více dalších technických prostředků nebo jejich skupin. Popsané příklady uskutečnění nejsou zamýšleny jako omezení na v nich uvedené technické prvky. Navíc technické prvky uvedené v příkladech mohou být kombinovány navzájem, pokud je to technicky možné, případně s dalšími technickými prvky, a to jakýmkoliv vhodným způsobem, což bude zřejmé osobě s běžnými znalostmi v oboru tohoto 10 technického řešení. Popsané příklady uskutečnění tak nejsou zamýšleny jako omezující na uvedená uskutečnění, avšak slouží pro usnadnění pochopení podstaty technického řešení.It should be noted that the term "comprising" used in the claims shall not be construed as limiting the content to the terms set forth below. Therefore, it is not intended to exclude the inclusion of other elements than those specified in the claims. It is therefore necessary to interpret this word as an indication of the introduced property or technical means, which does not exclude the presence or addition of one or more other technical means or their groups. The described examples of implementation are not intended to be limited to the technical elements presented therein. In addition, the technical elements shown in the examples can be combined with each other, if technically possible, or with other technical elements, in any suitable way, which will be apparent to a person of ordinary skill in the field of this 10 technical solution. The described implementation examples are thus not intended to be limiting to the stated implementations, but serve to facilitate understanding of the essence of the technical solution.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION CLAIMS 1. Bateriový úložný systém obsahující úložnou část, která obsahuje alespoň dva titaničitan lithiové (LTO) články (1) zapojené do sériové kombinace a měnič (8) napětí, který je připojen k úložné části a propojuje úložnou část s elektrickou sítí pro nabíjení úložné části z elektrické sítě a vybíjení úložné části do elektrické sítě, vyznačující se tím, že bateriový úložný systém dále obsahuje bateriový řídicí systém (4), který je připojen k měniči (8) napětí pro řízení měniče (8) napětí k nabíjení jednotlivých LTO článků (1) z elektrické sítě nejvýše na napětí 2,8 V, přičemž ke každému LTO článku (1) je paralelně připojen balancovací obvod obsahující balancovací odpor (2) pro zajištění balancovacího proudu procházejícího každým LTO článkem (1) s hodnotou nejvýše 290 mA a spínací prvek (3) sériově připojený k balancovacímu odporu (2), přičemž bateriový řídicí systém (4) obsahuje prvek (5) pro měření napětí jednotlivých LTO článků (1) a prvek (6) pro řízení každého spínacího prvku (3) pro připojování přidruženého balancovacího odporu (2) k příslušnému LTO článku (1) pro jeho balancování v závislosti na změřeném napětí každého LTO článku (1) ve vztahu k ostatním LTO článkům (1).1. A battery storage system comprising a storage part that includes at least two lithium titanate (LTO) cells (1) connected in series combination and a voltage converter (8) that is connected to the storage part and connects the storage part to an electrical grid for charging the storage part from the electrical grid and discharging the storage part into the electrical grid, characterized in that the battery storage system further includes a battery control system (4) which is connected to the inverter (8) voltage for controlling the inverter (8) voltage for charging individual LTO cells ( 1) from the mains to a maximum voltage of 2.8 V, while a balancing circuit containing a balancing resistor (2) is connected in parallel to each LTO cell (1) to ensure a balancing current passing through each LTO cell (1) with a maximum value of 290 mA and a switching element (3) connected in series to the balancing resistor (2), while the battery control system (4) includes an element (5) for measuring the voltage of individual LTO cells (1) and an element (6) for controlling each switching element (3) for connecting the associated balancing resistor (2) to the respective LTO cell (1) for its balancing depending on the measured voltage of each LTO cell (1) in relation to the other LTO cells (1). 2. Bateriový úložný systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že LTO články (1) jsou Li4TÍ5O12 články.2. Battery storage system according to claim 1, characterized in that the LTO cells (1) are Li4Ti5O12 cells. 3. Bateriový úložný systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že měničem (8) napětí je měnič napětí s čistě sinusovým výstupem, přičemž bateriový řídicí systém (4) je k měniči (8) napětí připojen společnou sběrnicí a jak bateriový řídicí systém (4), tak i měnič (8) napětí obsahují komunikační rozhraní připojitelné ke společné sběrnici.3. Battery storage system according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage converter (8) is a voltage converter with a pure sine output, while the battery control system (4) is connected to the voltage converter (8) by a common bus and both the battery control both the system (4) and the voltage converter (8) contain a communication interface that can be connected to a common bus. 4. Bateriový úložný systém podle nároku 3, vyznačující se tím, že měnič (8) napětí obsahuje vstupní/výstupní člen s připojením k distribuční síti.4. Battery storage system according to claim 3, characterized in that the voltage converter (8) comprises an input/output member with a connection to the distribution network. 5. Bateriový úložný systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že mezi měničem (8) napětí a úložnou částí je zapojen odpojovač (9), který obsahuje komunikační rozhraní připojitelné ke společné sběrnici pro řízení odpojovače (9) bateriovým řídicím systémem (4).5. Battery storage system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a disconnector (9) is connected between the voltage converter (8) and the storage part, which contains a communication interface connectable to a common bus for controlling the disconnector (9) with a battery controller by system (4). 6. Bateriový úložný systém podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že balancovací odpor (2) má hodnotu 9,7 Ohm.6. Battery storage system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the balancing resistor (2) has a value of 9.7 Ohm.
CZ2022-40495U 2022-11-16 2022-11-16 A battery storage system CZ37372U1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-40495U CZ37372U1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 A battery storage system
PCT/CZ2023/000044 WO2024104514A1 (en) 2022-11-16 2023-11-14 Battery energy storage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-40495U CZ37372U1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 A battery storage system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ37372U1 true CZ37372U1 (en) 2023-10-18

Family

ID=88558950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-40495U CZ37372U1 (en) 2022-11-16 2022-11-16 A battery storage system

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ37372U1 (en)
WO (1) WO2024104514A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9071056B2 (en) * 2011-11-04 2015-06-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Apparatus and method for managing battery cell, and energy storage system
JP5954144B2 (en) * 2012-11-30 2016-07-20 ソニー株式会社 Control device, control method, control system, and electric vehicle
US20210344208A1 (en) * 2020-04-21 2021-11-04 ZapBatt, Inc. EV Charging System for Micromobility Vehicles Having a Battery Management System with Control and Discharge Electronics

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024104514A1 (en) 2024-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100879762B1 (en) Power supply unit, distributed power supply system and electric vehicle loading it
US7928691B2 (en) Method and system for cell equalization with isolated charging sources
CN101471460B (en) Method for equilibrium control of battery set and battery set charging method
TW201103220A (en) Apparatus and method for managing plural secondary batteries
CN101622766A (en) Accumulating system
CN101436774A (en) Protective system for lithium ion battery
CN103236732B (en) Active equalizing system and equalizing method for power lithium ion battery pack
US20090309544A1 (en) Method and system for cell equalization with switched charging sources
KR102164439B1 (en) Balancing device of convergence cell connected super-capacity module and battery
CN105958570A (en) Lithium battery voltage balance circuit topology
CA2857188C (en) Energy storage system balancing device
CN105141004A (en) Equalizing charging system for liquid state metal battery
CN111181224A (en) Charging system for multi-section series battery pack and charging method thereof
CZ37372U1 (en) A battery storage system
CN211701533U (en) Charging system for multi-section series battery pack
CN209930016U (en) Energy storage power station
CN215378497U (en) Charging and discharging circuit
TWI548179B (en) Range extension from active discharging balance device and controlling method thereof
KR101988027B1 (en) Blancing Apparatus for Battery and Method thereof
CN110444824B (en) Battery pack structure reconstruction device and method
KR20180130821A (en) Charging system for multi-cell
CN112072733A (en) Charging equalization system and method for liquid metal battery
CN107171382A (en) Battery pack charging system and method
CN113078720A (en) Charging and discharging circuit and method
CN207835092U (en) A kind of electric vehicle Special contactor

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20231018