一种储能锂电池组及其扩容方法技术

一种储能锂电池组，包括目前已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组。所述的已经在系统里面的多个电池组之间并联扩容，在并联时自动分配主机与顶层控制器进行通信互交，且通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性，防止环路电流的出现，此外增加过流保护装置，防止过流造成电池组损坏。所述的无限个备用锂电池组，也是通过并联方式连接到所述的已经在系统里面的多个电池组上。同时，需要确保所述的无限个备用锂电池组在与系统里面的多个电池组并联扩容时，也能实现自动分配主机与顶层控制器进行通信交互，同样也是通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性。

Energy storage lithium battery pack and expansion method thereof

The utility model relates to an energy storage lithium battery set, comprising an energy storage lithium battery group which is already in the system, and an infinite spare lithium battery set. The group has a plurality of batteries in the system of parallel, automatic distribution of host and the top controller communicate cross in parallel, and by controlling the charging and discharging switch to realize voltage consistency of multiple batteries, to prevent the emergence of the loop current, the increase of overcurrent protection to prevent the flow caused by battery damage. The infinite standby lithium batteries are also connected in parallel to a plurality of battery groups that are already in the system. At the same time, the need for multiple batteries to ensure the parallel infinite spare lithium batteries in the system and inside, can be automatically assigned to host communication with the top controller, also by controlling the charging and discharging switch to realize voltage consistency for multiple batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种储能锂电池组及其扩容方法
本专利技术涉及锂电池组，尤其涉及一种储能锂电池组及其扩容方法。
技术介绍
近年来，锂离子电池技术日益成熟，具有高循环寿命、高比能量、高安全性、绿色环保等优点，使得锂离子电池组在通行基站储能、家庭储能、工商业储能的应用越来越多。然而不同的应用现场需要储存的能量也不同，有的锂电池组在使用安装时只考虑了当前的用电需求，如果将来用电需求增加，需要存储更多的能量，只能将锂电池组进行替换，而无法实现扩容。因为锂离子电池组使用时需要与顶层控制器交互通信，如果将锂电池组进行并联，那并联的几组电池之间没有从组关系，则无法实现与顶层控制器的通信交互，此外并联的电池组由于荷电状态可能会不一致，导致电压不一致，并联时就会产生环流，环流严重时会直接导致电池组充电或者放电过流保护，从而损坏电池组。现有技术中也有一些锂电池组的扩容方法，有一种做法是电池组上电后就闭合充电和放电开关，若电池组电压不一致，就会有环流问题，可能造成电池组充电或放电保护；还有另一种做法是电池组上电后不闭合充电和放电开关，通过判断相邻的电池组压差，再通过限流电阻限制环路电流，次方法比较次数多，效率低，不能彻底解决环路电流问题。专利号为CN201610818150.2的专利提供一种锂电池组，不仅可以独立使用，还能实现多个电池组之间的并联扩容，同时还杜绝了环流的出现。但是，采用这种做法，也仅仅只能实现有限的扩容，无法锂电池组无限扩容的可能。为了解决以上问题，即实现并联锂电池的无限扩容，且杜绝环流的出现，且保持锂电池的高效工作，本专利技术提供一种锂电池组无限扩容的方法和对应的锂电池组。专利
技术实现思路
本专利技术涉及一种储能锂电池组及其扩容方法。一种储能锂电池组，包括目前已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组。所述的已经在系统里面的多个电池组之间并联扩容，在并联时自动分配主机与顶层控制器进行通信互交，且通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性，防止环路电流的出现，此外增加过流保护装置，防止过流造成电池组损坏。所述的无限个备用锂电池组，也是通过并联方式连接到所述的已经在系统里面的多个电池组上。同时，需要确保所述的无限个备用锂电池组在与系统里面的多个电池组并联扩容时，也能实现自动分配主机与顶层控制器进行通信交互，同样也是通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性。进一步的，所述的已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组，包括箱体、串联安装在箱体内的多个电池，电池管理模块，限流模块，充电开关，放电开关及空气开关，其中：进一步的，所述的箱体前面设置有开机开关，所述箱体的背面上还有两个通信接插口，两个动力连接器。进一步的，所述充电开关及放电开关串联在电池的负极输出线上，同时与电池管理模块连接，由电池管理模块实现对电池充放电的控制。进一步的，所述开机开关连接所述电池管理模块，用于启动电池管理模块。进一步的，所述通信接插口连接电池管理模块，通过通信线实现多个锂电池组之间的相互通信。进一步的，所述动力连接器连接电池正负极，通过电源线实现多个锂电池组之间的并联。进一步的，所述限流模块串联在电池负极的输出线上，以限制锂电池组的输出电流，实现各个锂电池组电流的均衡性。进一步的，所述空气开关串联在电池正极的输出线，对锂电池组进行二次过流保护，在限流模块失效后断开以保护电池。进一步的，所述电池管理模块内预存有电池组的编号，且编号为唯一的，实现电池组的身份认证。更进一步的，已经在系统里面的储能锂电池组的编码为预先设定好的较小的数字码，无限个备用锂电池组使用比已经在系统里面的储能锂电池组的编码大的数字码。一种储能锂电池组的扩容方法，其特征在于具体步骤为：A、连接：将已经在系统里面的储能锂电池组之间的通信接插口以及外部的能量管理系统用通信线进行依次连接，实现锂电池组之间以及与外部的能量管理系统进行数据交互；将多个锂电池组之间的动力连接器用电源线进行依次连接，然后通过逆变器连接市电。同样的，当需要使用m个备用锂电池组时，备用的锂电池组按照并联模式与系统里面的锂电池组连接，也就是说备用的锂电池组之间动力连接器用电源线进行依次连接，且第一个备用锂电池组动力连接器与系统里面的最后一个锂电池组的动力连接器用电源线进行连接。将所有锂电池组(包括备用锂电池组和已经在系统里面的储能锂电池组)的通信接插口与外部的能量管理系统用通信线依次连接。最后通过逆变器接连市电。B、主从机分配：三十秒内打开所有锂电池组的开机开关，每个电池管理模块将自身的编号发送出去，同时接受其他电池管理模块送过来的编号并进行相互比较，确定编号最小的锂电池组为主机，其余锂电池组为从机，主机与外部的能量管理系统进行连接通信。C、调节电压值一致：设定相邻的两个锂电池组之间的参考电压为Vx。当主机向外部的能量管理系统发送充电指令时，外部的能量管理系统控制逆变器对锂电池组进行充电，同时各个锂电池组的电池管理模块实时测量每个电池组的电压值，并通过通信线发送给主机，主机将收集到的第n个和第(n+1)个电池组的电压进行比对，当第n个电池组的电压与第(n+1)个电池组的电压差△V＝|Vn-Vn+1|大于参考电压Vx时，则给第(n+1)个电池组进行充电，直至△V<≤Vx时，则停止给第(n+1)个电池组进行充电。D、充放电：各个锂电池组电压值一致后，可以正常进行充放电使用。F、过流保护：充放电时，若充放电电流小于电流限制模块中的限制电流，则电流限制模块不工作，若大于限制电流，则启动电流限制模块，以限制电流作为充放电电流对电池进行保护。G、充放电时，电流限制模块若损坏，空气开关进行二级保护，过流时空气开关自动断开。与现有技术相比，锂电池组之间可以无限并联扩容，增加了锂电池的实际应用时间。且采用锂电池唯一编码作为主从机分配的根据，实现了主从机的自动按序分配，实现了与外部的能量管理系统的交互通信。采用主机汇总各模组电压，将各相邻的两个电池组的电压进行比对，通过判断压差值来进行后续电池组的闭合与否，直至电压一致，此方法比较次数少，高效，可以彻底消除电池组间存在环路电流的问题。附图说明：图1是本专利技术所揭示的储能锂电池组的电路模块图。图2是本专利技术的具体实施案例的示意图。具体实施案例1：下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1所示，本专利技术所揭示的一种已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组，包括箱体、串联安装在箱体内的多个电池、电池管理模块、限流模块、充电开关、放电开关及空气开关，其中：所述箱体背面设置有开机开关，两个通信接插口，两个动力连接器。所述充电开关及放电开关串联在电池的负极输出线上，同时与电池管理模块连接，通过电池管理模块控制打开闭合从而实现对电池充放电的控制。所述开机开关连接所述电池管理模块，通过通信线实现多个锂电池组之间的相互通信。所述动力连接器连接电池正负极，通过电源线实现多个锂电池组之间的并联。所述限流模块串联在电池负极的输出线上，以限制锂电池组的输出电流，实现各个锂电池组电流的均衡性。所述空气开关串联在电池正极的输出线上，对锂电池组进行二次过流保护，在限流模块失效后断开以保护电池。所述电池管理模块用于实现电池数据的采集，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能锂电池组，其特征在于：包括目前已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组。所述的已经在系统里面的多个电池组之间并联扩容，在并联时自动分配主机与顶层控制器进行通信互交，且通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性，防止环路电流的出现，此外增加过流保护装置，防止过流造成电池组损坏。所述的无限个备用锂电池组，也是通过并联方式连接到所述的已经在系统里面的多个电池组上。同时，需要确保所述的无限个备用锂电池组在与系统里面的多个电池组并联扩容时，也能实现自动分配主机与顶层控制器进行通信交互，同样也是通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性。

【技术特征摘要】
1.一种储能锂电池组，其特征在于：包括目前已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组。所述的已经在系统里面的多个电池组之间并联扩容，在并联时自动分配主机与顶层控制器进行通信互交，且通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性，防止环路电流的出现，此外增加过流保护装置，防止过流造成电池组损坏。所述的无限个备用锂电池组，也是通过并联方式连接到所述的已经在系统里面的多个电池组上。同时，需要确保所述的无限个备用锂电池组在与系统里面的多个电池组并联扩容时，也能实现自动分配主机与顶层控制器进行通信交互，同样也是通过控制充电放电开关的通断实现多个电池组的电压一致性。2.如权利要求1所述的储能锂电池组，其特征在于：所述的已经在系统里面的储能锂电池组，以及无限个备用锂电池组，包括箱体、串联安装在箱体内的多个电池，电池管理模块，限流模块，充电开关，放电开关及空气开关。3.如权利要求2所述的储能锂电池组，其特征在于：所述电池管理模块内预存有电池组的编号，且编号为唯一的，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振中，
申请(专利权)人：萨瑞新能源技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32