TWM628632U - 儲能電池系統的及時備援控制裝置 - Google Patents

Abstract

一種儲能電池系統的及時備援控制裝置，包括至少一備援電池；一偵測切換控制裝置，連接於一電池組的電池管理裝置，用以接收該電池管理裝置所產生的至少一異常信號；一備援迴路連接於該偵測切換控制裝置。當電池管理裝置偵測到電池組中的任一電池單元發生異常，在該偵測切換控制裝置控制之下，將異常的電池單元切離電池連接迴路，並將備援電池經由備援迴路連接至該電池連接迴路，以取代該異常的電池單元。

Description

儲能電池系統的及時備援控制裝置

本創作係關於一種儲能電池系統，特別是一種儲能電池系統的及時備援控制裝置。

查在緊急電力系統、綠能系統、智慧電網或是家用儲能設備中必定須使用多個電池單元構成一儲能電池組，以作為電力的儲存及供應所需的電力。在戶外型儲能系統中，儲能電池組更是必備的設備。

傳統的儲能電池設備的設計中，儲能電池組係將多個電池單元藉由串並聯電路連接而組成一具備所需輸出電壓、輸出電流等需求的儲能電力系統。

然而，在實際應用時，由於電池的使用壽命有限，故在多個電池單元中難免會有其中一個或多個電池單元須要作更換或修護，且在多個電池單元中難免會有其中一個或多個電池單元會有發生異常的狀況，而有可能使得整個儲能系統的穩定性，甚至使整個儲能系統無法正常供應電力。

因此，如何確保電池組中各個電池單元能正常工作，並且在多個電池單元中的其中一個或多個電池單元發生異常狀況時能及時予以偵測並及時採取因應措施，即成為儲能系統的技術中需克服的重要課題。

然而，在現有的儲能電池系統中，當發生異常狀況時通常都須依賴技術人員對每一個電池單元予以檢測、判斷才能據以採取替換或修護的作業。如此，將使得整個儲能系統的電力供應功能受到中斷。

緣此，本創作之主要目的即是提供一種儲能電池系統的及時備援控制裝置，以期克服先前技術所存在的上述問題。

為達到上述目的，本創作儲能電池系統的及時備援控制裝置，包括至少一備援電池；一偵測切換控制裝置，連接於一電池組的電池管理裝置，用以接收該電池管理裝置所產生的至少一異常信號；一備援迴路連接於該偵測切換控制裝置。當電池管理裝置偵測到電池組中的任一電池單元發生異常，在該偵測切換控制裝置控制之下，將異常的電池單元切離電池連接迴路，並將備援電池經由備援迴路連接至該電池連接迴路，以取代該異常的電池單元。

在效果方面，藉由本創作的偵測及切換控制可在儲能電池系統的任一個電池單元發生異常時能予以偵測及切換，並及時以備援電池連接至該儲能電池系統中連接迴路中，以替換該發生異常的電池單元。

本創作所採用的具體技術，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

1、1a:電池組

11:電池單元

11a:異常電池單元

11b:電池內阻異常電池單元

2:電池連接迴路

21、21a、21b:路徑切換單元

3:電池管理裝置

31:連接線

4:偵測切換控制裝置

41:電池內阻判別單元

5:備援迴路

51:控制線

6:備援電池

s1:異常信號

s2:電池內阻異常信號

圖1顯示本創作第一實施例的系統示意圖。

圖2顯示本創作第一實施例於發生電池單元異常時的示意圖。

圖3顯示本創作第二實施例的系統示意圖。

圖4顯示本創作第二實施例於發生電池單元的電池內阻異常時的示意圖。

參閱圖1所示，其顯示本創作較佳實施例的系統示意圖。如圖所示，一儲能電池系統中一電池組1可用以供應電能至負載或電能轉換器。電池組1中包括複數個電池單元11，且由一電池連接迴路2連接該複數個電池單元11以組成該電池組1。依據電池單元11的數量、輸出電壓、輸出電流等需求，電池連接迴路2可以串並聯的型式連接該複數個電池單元11。

一電池管理裝置3通過連接線31連接各個電池單元11及/或電池連接迴路2。通過該電池管理裝置3，可以管理該電池組1的電能供應狀態以及該複數個電池單元11的充放電狀態，並能在該複數個電池單元11發生異常事件時產生至少一異常信號s1。例如，該異常信號s1可為各個電池單元11的溫度、電壓、電流在發生異常狀況時而產生的相應異常信號之一，也可以包括各個電池單元11的電池內阻的電池內阻發生異常時的異常信號。

在每一個電池單元11的輸出端可連接一路徑切換單元21再連接至電池連接迴路2。通過該路徑切換單元21可將該複數個電池單元11連接至該電池連接迴路2或將備援電池6通過備援迴路5連接至該電池連接迴路2。

一偵測切換控制裝置4連接於該電池管理裝置3，用以接收該電池管理裝置3所產生的該異常信號s1。偵測切換控制裝置4經備援 迴路5連接於路徑切換單元21和至少一備援電池6。偵測切換控制裝置4另經控制線51連接於路徑切換單元21。

圖2顯示本創作第一實施例於發生電池單元異常時的示意圖。當電池管理裝置3偵測到電池組1中的任一個電池單元11發生異常事件時(例如圖式中所示的異常電池單元11a)，即產生一相應的異常信號s1並傳送至偵測切換控制裝置4，由該偵測切換控制裝置4產生切換控制信號經控制線51控制相應於該異常電池單元11a的路徑切換單元21a。如此，可將發生該異常事件的該異常電池單元11a切離該電池連接迴路2，並將該備援電池6經由該備援迴路5連接至該電池連接迴路2，以取代該異常電池單元11a，以維持該電池組1的正常電能供應及系統的穩定。此時，即可對發生異常事件的異常電池單元11a進行檢測、維修或更換的作業。

圖3顯示本創作第二實施例的系統示意圖。圖4顯示本創作第二實施例於發生電池單元的電池內阻異常時的示意圖。本實施例的組成構件與第一實施例大致相同，故相同元件乃標示相同的元件編號，以資對應。在本實施例中，同樣是在儲能電池系統中包括複數個電池單元11組成一電池組1a，且由一電池連接迴路2連接該複數個電池單元11以組成該電池組1a。

一電池管理裝置3通過連接線31連接各個電池單元11及/或電池連接迴路2。一偵測切換控制裝置4亦連接於該電池管理裝置3。

本實施例中，偵測切換控制裝置4包括一電池內阻判別單元41，用以判別電池組1a中的每一個電池單元11的電池內阻，據以產生該切換控制信號。例如，電池單元的出廠內阻值為10m歐姆，當電池內阻判別單元41判別該電池內阻超過出廠內阻值的一倍時，即產生該切換控制信號。

圖4顯示本創作第二實施例於發生電池單元的電池內阻異常時的示意圖。當電池管理裝置3偵測到電池組1a中的任一個電池單元11(例如圖式中所示的異常電池單元11b)發生電池內阻異常時，即產生一電池內阻異常信號s2並傳送至偵測切換控制裝置4，由該偵測切換控制裝置4的電池內阻判別單元41進行判別。

當電池內阻判別單元41判別該電池內阻超過出廠內阻值(出廠內阻值為10m歐姆)的一倍以上時，即產生切換控制信號經控制線51控制相應於該電池內阻異常電池單元11b的路徑切換單元21b。如此，可將該電池內阻異常電池單元11b切離該電池連接迴路2，並將該備援電池6經由該備援迴路5連接至該電池連接迴路2，以取代該電池內阻異常電池單元11b，以維持該電池組1a的正常電能供應及系統的穩定。

以上所舉實施例僅係用以說明本創作，並非用以限制本創作之範圍，凡其他未脫離本創作所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

1:電池組

11:電池單元

2:電池連接迴路

21:路徑切換單元

3:電池管理裝置

31:連接線

4:偵測切換控制裝置

5:備援迴路

51:控制線

6:備援電池

s1:異常信號

Claims (8)

1. 一種儲能電池系統的及時備援控制裝置，包括複數個電池單元，由一電池連接迴路連接該複數個電池單元組成一電池組，以供應電能；一電池管理裝置，用以管理該電能的供應狀態以及該複數個電池單元的充放電狀態，並能在該複數個電池單元發生異常事件時產生至少一異常信號；其特徵在於該及時備援控制裝置包括：至少一備援電池；一偵測切換控制裝置，連接於該電池管理裝置，用以接收該電池管理裝置所產生的該至少一異常信號；一備援迴路，連接於該偵測切換控制裝置；其中，當該電池管理裝置偵測到該複數個電池單元的任一電池單元發生該異常事件時，即產生一相應的該至少一異常信號，並傳送至該偵測切換控制裝置，由該偵測切換控制裝置產生一切換控制信號，將發生該異常事件的該電池單元切離該電池連接迴路，並將該至少一備援電池經由該備援迴路連接至該電池連接迴路，以取代該發生異常事件的該電池單元。
2. 依據請求項1所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中每一個該複數個電池單元的輸出端係連接一路徑切換單元，通過該路徑切換單元可將該複數個電池單元連接至該電池連接迴路或將該至少一備援電池通過該備援迴路連接至該電池連接迴路。
3. 依據請求項1所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中該異常信號為該複數個電池單元的每一個電池單元的溫度、電壓、電流在發生異常狀況時而產生的相應異常信號之一。
4. 依據請求項1所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中該偵測切換控制裝置包括一電池內阻判別單元，用以判別該複數個電池單元的每一個電池單元的電池內阻，據以產生該切換控制信號。
5. 依據請求項4所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中該電池內阻判別單元判別該電池內阻超過出廠內阻值的一倍時，即產生該切換控制信號。
6. 一種儲能電池系統的及時備援控制裝置，包括複數個電池單元，由一電池連接迴路連接該複數個電池單元組成一電池組，以供應電能；一電池管理裝置，用以管理該電能的供應狀態以及該複數個電池單元的充放電狀態；其特徵在於該及時備援控制裝置包括：至少一備援電池；一偵測切換控制裝置，連接於該電池管理裝置，該偵測切換控制裝置包括一電池內阻判別單元，用以判別該複數個電池單元的每一個電池單元的電池內阻；一備援迴路，連接於該偵測切換控制裝置；其中，當該偵測切換控制裝置的該電池內阻判別單元判別該複數個電池單元的任一電池單元發生電池內阻異常時，即產生一切換控制信號，將發生電池內阻異常的該電池單元切離該電池連接迴路，並將該至少一備援電池經由該備援迴路連接至該電池連接迴路，以取代發生電池內阻異常的該電池單元。
7. 依據請求項6所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中每一個該複數個電池單元的輸出端係連接一路徑切換單 元，通過該路徑切換單元可將該複數個電池單元連接至該電池連接迴路或將該至少一備援電池通過該備援迴路連接至該電池連接迴路。
8. 依據請求項6所述之儲能電池系統的及時備援控制裝置，其中該電池內阻判別單元判別該電池內阻超過出廠內阻值的一倍時，即產生該切換控制信號。

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