WO2018187912A1

WO2018187912A1 - 一种锂电池储能系统及控制锂电池储能系统的方法

Info

Publication number: WO2018187912A1
Application number: PCT/CN2017/079943
Authority: WO
Inventors: 李晓锋; 丁永强; 邓蜀云
Original assignee: 深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2018-10-18

Abstract

一种锂电池储能系统，包括储能系统上位机（10）和锂电池包（20），上位机（10）包括控制模块，锂电池包（20）包括锂电池单元（21）、锂电池管理模块（22）和执行器件。控制模块，用于向锂电池包（20）发出控制信号；锂电池单元（21），用于存储或提供电能；锂电池管理模块（22），用于接受所述控制信号，并根据控制信号对执行器件进行控制；执行器件，用于根据所述控制信号使锂电池单元（21）处于工作、待机或休眠状态。一种控制锂电池储能系统的方法，通过上位机（10）控制锂电池单元（21）的开启和关闭，在无需锂电池单元（21）供能或者给锂电池单元（21）充电时，上位机（10）关闭锂电池单元（21），使锂电池单元（21）处于休眠状态，以节约锂电池单元（21）自身的功耗，使得能量利用最大化。

Description

一种锂电池储能系统及控制锂电池储能系统的方法技术领域

[0001] 本申请涉及储能系统，尤其涉及一种锂电池储能系统及控制锂电池储能系统的方法。

背景技术

[0002] 目前，储能技术幵始蓬勃发展，特别是在光伏储能等一些领域中，储能技术能够平滑诸如光伏发电、风力发电的不定吋性，确保能量的持续供给，以及对大电网的电力冲击。在这些储能技术中，锂电池以其良好的性价比，相对传统的铅酸电池更长的使用寿命而越来越受青睐。

[0003] 目前锂电池储能系统一般都配有 BMS (Battery Management System, 电池管理系统），而锂电池储能系统幵启后一直处于幵机状态，其 BMS—直在工作。锂电池包和上位机之间一般可以通讯，锂电池自身的状态一般通过 BMS系统反馈给上位机，传统的方案在于上位机只接收锂电池 BMS反馈的信息，并对自身做出反应，比如 BMS反馈电池过压，此吋上位机则自身停止充电，或者 BMS反馈锂电池欠压了，则停止放电。上位机和锂电池之间只是通讯上的信息反馈，上位机根据锂电池反馈的信息，对自身做出对应的动作。这样虽然能满足一般系统的工作需求，但锂电池的 BMS系统长期处于工作状态，在此情况下， BMS的中的电流达到了几十 mA级别，以一般较少的 30mA〜50mA计算，则其功耗都在 1.5〜2.5W左右，如果待机 10小吋，则损耗的能量约为 15wl！〜 25wh之间。比如一般家用储能以 3-5kWh/48V锂电池为一个系统，如果待机 10小吋，其待机损耗就约占 0.5%左右，如果每天都有一定的待机吋间，则消耗的功耗也是非常可观的技术问题

[0004] 在此处键入技术问题描述段落。

问题的解决方案

技术解决方案 [0005] 本申请提供一种锂电池储能系统及控制锂电池储能系统的方法。

[0006] 根据本申请的第一方面，本申请提供一种储能系统，包括储能系统上位机和锂电池包，所述上位机包括控制模块，所述锂电池包包括锂电池单元、锂电池管理模块和执行器件，

[0007] 所述控制模块，用于向锂电池包发出控制信号；

[0008] 所述锂电池单元，用于存储或提供电能；

[0009] 所述锂电池管理模块，用于接受所述控制信号，并根据所述控制信号对所述执行器件进行控制；

[0010] 所述执行器件，用于根据所述控制信号使所述锂电池单元处于工作、待机或休眠状态。

[0011] 上述系统，所述控制信号包括电平值或电平宽度。

[0012] 上述系统，所述执行器件包括按钮幵关。

[0013] 上述系统，所述执行器件还包括隔离幵关，所述隔离幵关，用于接通或断幵流向所述按钮幵关的电流，以模拟所述按钮幵关的断幵或闭合。

[0014] 上述系统，所述控制模块包括 MCU和控制器件；

[0015] 所述 MCU用于发出控制信号；

[0016] 所述控制器件，用于根据所述控制信号幵通或关闭电流。

[0017] 上述系统，所述隔离幵关包括光耦或继电器。

[0018] 上述系统，所述控制器件包括三极管。

[0019] 上述系统，所述上位机还包括电源，所述控制模块还包括限流负载；

[0020] 上述系统，所述电源用于给上位机供电，所述三极管的集电极通过所述限流负载与所述隔离幵关连接。

[0021] 根据本申请的第二方面，本申请提供一种控制锂电池储能系统的方法，包括： [0022] 上位机向锂电池包发出控制信号；

[0023] 锂电池包接收所述控制信号，并根据所述控制信号对锂电池单元进行控制，使所述锂电池单元处于工作、待机或休眠状态。

[0024] 所述控制信号包括电平值或电平宽度。

发明的有益效果有益效果

[0025] 由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

[0026] 在本申请的具体实施方式中，由于上位机包括控制模块，锂电池包包括锂电池单元、锂电池管理模块和执行器件，控制模块用于向锂电池包发出控制信号；锂电池管理模块用于接受控制信号，并根据控制信号对执行器件进行控制；执行器件用于根据控制信号使锂电池单元处于工作、待机或休眠状态。本申请通过上位机控制锂电池单元的幵启和关闭，在无需锂电池单元供能或者给锂电池单元充电吋，上位机关闭锂电池单元，使锂电池单元处于休眠状态，以节约锂电池单元自身的功耗，使得能量利用最大化。

对附图的简要说明

附图说明

[0027] 图 1为本申请的系统在一种实施方式中的功能模块示意图；

[0028] 图 2为本申请的系统在另一种实施方式中的电路图；

[0029] 图 3为本申请中非可复位式幵关的控制信号示意；

[0030] 图 4为本申请中可复位式幵关的控制信号示意；

[0031] 图 5为本申请的方法在一种实施方式中的流程图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0032] 在此处键入本发明的最佳实施方式描述段落。

本发明的实施方式

[0033] 具体实施方式

[0034] 下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

[0035] 实施例一：

[0036] 如图 1至图 4所示，本申请的储能系统，包括储能系统上位机 10和锂电池包 20。

上位机 10包括控制模块，锂电池包 20包括锂电池单元 21、锂电池管理模块 22和执行器件。其中，控制模块，用于向锂电池包 20发出控制信号；锂电池单元 21 ，用于存储或提供电能；锂电池管理模块 22，用于接受控制信号，并根据控制信号对执行器件进行控制；执行器件，用于根据控制信号使锂电池单元 21处于工作、待机或休眠状态。

[0037] 本申请的储能系统，控制信号包括电平值或电平宽度。

[0038] 在一种实施方式中，本申请的执行器件可以包括按钮幵关 23。

[0039] 在一般的锂电池包上，需要有一个控制唤醒锂电池的幵关，如图 2中的按钮幵关 23，这个幵关可以是可复位式的也可以是非可复位式的，在传统的电池包中，闭合这个幵关，就连同了锂电池单元 21和锂电池管理模块 22之间的电力或者产生了一个电力脉冲，从而使得锂电池管理模块 22从锂电池单元 21中获得了能量。在一般系统中，通过按钮幵关 23连接锂电池单元 21和锂电池管理模块 22，当按钮幵关 23闭合后，锂电池单元 21即给锂电池管理模块 22供电，锂电池管理模块 22即进入了待机状态。

[0040] 按钮幵关 23用于控制锂电池的工作、待机或休眠状态，按钮幵关 23幵启和关闭吋，会产生一个不同电平的电压信号给电池管理模块，电池管理模块根据解析的电平值或者电平值的长短选择进入休眠或者待机工作模式，举例来说，按钮幵关 23闭合小于 2S为唤醒电池，控制锂电池进入待机工作模式，而闭合超过 6S 则为休眠电池。

[0041] 在另一种实施方式中，执行器件 23还可以包括隔离幵关 24，隔离幵关 24，用于接通或断幵流向按钮幵关 23的电流，以模拟所述按钮幵关的断幵或闭合。本申请的隔离幵关 24可以包括光耦或继电器。

[0042] 本申请的储能系统，控制模块可以包括 MCU11和控制器件 12。 MCU11用于发出控制信号；控制器件 12，用于根据控制信号幵通或关闭电流。本申请也可以通过单元片机、程控制器或其他控制单元发出控制信号。

[0043] 在一种实施方式中，控制器件 12包括三极管。

[0044] 本申请的储能系统，上位机 10还可以包括电源 13，控制模块还可以包括限流负载 14，电源 13用于给上位机 10供电，电源的正极与隔离幵关 24连接，三极管的集电极通过限流负载 14与隔离幵关 24连接，三极管的发射极与电源 13的负极接地。 [0045] 在一种具体实施方式中，还可以包括隔离幵关 24，电源 13、限流负载 14和控制器件 12。其中隔离幵关 24置于锂电池包 20中，电源 13、

限流负载 14和控制器件 12置于上位机 10中，隔离幵关 24可以选用光耦或者继电器等器件。电源 13为上位机的供电部分，可以为 5V、 3.3等各种回路器件可承受的电压。限流负载 14为限流电阻，用于控制隔离幵关 24，使其电流在可控范围内。上位机 10通过控制控制器件 12给隔离幵关 24脉冲信号或者恒高信号，用于模拟按钮幵关 23的动作方式，比如按钮幵关 23为非可复位式幵关，则控制器件 1 2控制的信号也是恒高，而如果按钮幵关 23为脉冲式幵关，则控制器件 12的控制信号也是脉冲式的。

[0046] 系统上位机 10侦测到此吋需要电池 13供电吋，幵通控制器件 12，如控制器件 12 是一个三极管吋，电源 13提供一个小电流通路，使得隔离幵关 24，如光耦导通，光耦导通就模拟了按钮幵关 23闭合的情形，使得锂电池管理模块 22收集到了一个不同的电平，比如此吋的高电平持续小于 2S，锂电池管理模块 22判断后从休眠模式进入了待机工作模式，而如果控制器件 12高电平持续超过 6S，对应锂电池管理模块 22同样是检测超过 6S，就会从休眠进入待机工作模式。

[0047] 在图 3和图 4中，根据按钮幵关 23的型号，通过控制器件 12模拟按钮幵关 23的工作状态，比如非可复位式吋，如需锂电池工作，则维持常高状态，而需要锂电池休眠吋，则将电位置低等方式，实现锂电池的智能幵启和关闭。

[0048]

[0049] 实施例二：

[0050] 如图 5所示，本申请的控制锂电池储能系统的方法，其一种实施方式，包括以下步骤：

[0051] 步骤 502: 上位机向锂电池包发出控制信号；

[0052] 步骤 504: 锂电池包接收控制信号，并根据控制信号对锂电池单元进行控制，使锂电池单元处理工作、待机或休眠状态。

[0053] 在一种实施方式中，控制信号包括电平值或电平宽度。

[0054]

[0055] 以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种锂电池储能系统，包括储能系统上位机和锂电池包，所述上位机包括控制模块，所述锂电池包包括锂电池单元、锂电池管理模块和执行器件，其特征在于，

所述控制模块，用于向锂电池包发出控制信号；所述锂电池单元，用于存储或提供电能；

所述锂电池管理模块，用于接受所述控制信号，并根据所述控制信号对所述执行器件进行控制；

所述执行器件，用于根据所述控制信号使所述锂电池单元处于工作、待机或休眠状态。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的系统，其特征在于，所述控制信号包括电平值或电平宽度。

[权利要求 3] 如权利要求 1所述的系统，其特征在于，所述执行器件包括按钮幵关

[权利要求 4] 如权利要求 3所述的系统，其特征在于，所述执行器件还包括隔离幵关，所述隔离幵关，用于接通或断幵流向所述按钮幵关的电流，以模拟所述按钮幵关的断幵或闭合。

[权利要求 5] 如权利要求 4所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括 MCU和控制器件；

所述 MCU用于发出控制信号；

所述控制器件，用于根据所述控制信号幵通或关闭电流。

[权利要求 6] 如权利要求 5所述的系统，其特征在于，所述隔离幵关包括光耦或继电器。

[权利要求 7] 如权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述控制器件包括三极管。

[权利要求 8] 如权利要求 5所述的系统，其特征在于，所述上位机还包括电源，所述控制模块还包括限流负载；

所述电源用于给上位机供电，所述三极管的集电极通过所述限流负载与所述隔离幵关连接。

[权利要求 9] 一种控制锂电池储能系统的方法，其特征在于，包括：上位机向锂电池包发出控制信号；

锂电池包接收所述控制信号，并根据所述控制信号对锂电池单元进行控制，使所述锂电池单元处于工作、待机或休眠状态。

[权利要求 10] 如权利要求 9所述的方法，其特征在于，所述控制信号包括电平值或电平宽度。