一种储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种储能系统，包括：串联或并联连接的若干个储能组，储能组包括：控制模块和相互连接的若干个电池，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。本发明专利技术能维持储能系统稳定工作，大大延长使用寿命。

An Energy Storage System

The invention discloses an energy storage system, which comprises a number of energy storage groups connected in series or in parallel. The energy storage group includes a control module and several batteries connected with each other. When the control module is abnormal, the abnormal batteries are withdrawn and the energy storage group where the abnormal batteries are located is kept in operation. The invention can maintain the stable work of the energy storage system and greatly prolong the service life.

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种储能系统。
技术介绍
现有储能系统主要包括三大部分，即电池本体，电池管理系统（BMS）和储能变流器，如图1所示。其中电池本体是由多个容量一致的电池单元直接串并联后组成的电池组；BMS用于管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；而储能变流器实现电池组的充放电转换。由于单体电池的容量有限，需要通过串并联来实现电池组的增压和扩容，由于现有电池组是由电池单元直接串并联组合而成，电池组充放电时只能控制母线电压和母线电流，不能对单体电池实时控制，这就要求每个电池容量具有一致性。如果其中一个电池出现故障，也会导致整个电池组出现故障，这就导致了其它电池单元的浪费，如果其中一个电池容量下降一定的比例，整个电池组的容量也会等比例的下降，严重制约了储能系统的应用。因此，如何设计一种有效保障系统稳定运行的储能系统是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在储能系统易故障失效的缺陷，本专利技术提出一种储能系统。本专利技术采用的技术方案是，设计一种储能系统，包括：串联或并联连接的若干个储能组，储能组包括：控制模块和相互连接的若干个电池，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行，所有储能组均相同，所有电池均相同。优选的，控制模块中设有与电池一一对应的若干个控制单元，每个电池与其对应的控制单元连接形成一个储能单元，储能组由若干个储能单元连接而成。优选的，控制单元采用储能变流器。在一实施例中，所有储能组并联连接，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电压不变。储能组由若干个储能单元串联接而成，当储能组出现异常电池时，异常电池退出所在的储能单元且储能单元维持导通状态，其余储能单元的电压提升。在另一实施例中，所有储能组串联连接，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电流不变。储能组由若干个储能单元并联连接而成，当储能组出现异常电池时，异常电池所在的储能单元退出储能组，其余储能单元的电流提升。优选的，控制单元包括：与电池连接的调节电路和控制调节电路工作状态的控制器，控制器可通过调节电路调整储能单元的运行状态。优选的，储能单元具有正端和负端，调节电路包括：串联形成第一支路的第一开关管和第二开关管，与第一支路并联接在正端和负端上的电容，与电池串联形成第二支路的开关、电感和电阻；第二支路并联在第一开关管的两端。当第二开关管断开和/或当开关和第一开关管断开时，储能单元断开退出其所在的储能组。当开关断开、第一开关管和第二开关管接通时，电池退出储能单元且储能单元通过第一支路维持导通状态。优选的，控制器采集电池的电参数与预设正常范围比对来判断电池是否异常。其中，电池的电参数为电压、电流和温度中的一种或两种以上组合。优选的，所有控制器均与上位机连接通讯，上位机在接收到控制器反馈的电池异常信号时，向异常电池所在的储能组中所有控制器发出控制指令，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。与现有技术相比，本专利技术在电池出现异常时将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行，有效避免储能系统因单个电池出现异常而故障失效的问题，使储能系统能持续稳定工作，大大延长使用寿命。附图说明下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明，其中：图1是现有技术中储能系统的连接示意图；图2是本专利技术中储能系统的连接示意图；图3是本专利技术中储能单元先串联后并联的连接示意图；图4是本专利技术中储能单元先并联后串联的连接示意图；图5是本专利技术中储能单元的连接示意图。具体实施方式如图2所示，本专利技术提出的储能系统，包括：串联或并联连接在BUS母线上的若干个储能组，储能组包括：控制模块和相互连接的若干个电池，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。需要说明的是，本专利技术中所有储能组均相同、所有电池均相同。如图3所示，当所有储能组并联连接在BUS母线上时，母线电压为Vbus，母线电流为Ibus，储能组的数量为n1，具体到每个储能组的电压为Vbus、电流为Ibus/n1，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电压为Vbus，这样可以保证异常电池所在的储能组与其他正常运行的储能组电压一致，以达到保障整个储能系统继续正常运行的效果。如图4所示，当所有储能组串联连接在BUS母线上时，母线电压为Vbus，母线电流为Ibus，储能组的数量为n1，具体到每个储能组的电压为Vbus/n1、电流为Ibus，控制模块在电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电流为Ibus，这样可以保证异常电池所在的储能组与其他正常运行的储能组电流一致，以达到保障整个储能系统继续正常运行的效果。如图2至4所示，在优选实施例中，储能组中的控制模块设有数量与电池相同的控制单元，每个电池对应配置一个控制单元，每个电池与其对应的控制单元连接形成一个储能单元，与电池一一对应的若干个控制单元，每个电池与其对应的控制单元形成一个储能单元，储能组由若干个储能单元连接而成。控制单元采用微型储能变流器，其既可以对电池进行充放电控制，还能采集电池的电参数，所有控制单元均与上位机连接通讯，实现了BMS功能。如图5所示，储能变流器包括：与电池连接的调节电路和控制调节电路工作状态的控制器MCU，控制器MCU可通过调节电路调整储能单元的运行状态，控制器MCU通过将电参数与预设正常范围比对来判断电池是否异常，电池的电参数为电压、电流和温度中的一种或两种以上组合，上位机在接收到控制器MCU反馈的电池异常信号时，向异常电池所在的储能组中所有控制器MCU发出控制指令，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。储能单元具有正端V+和负端V-，调节电路包括：串联形成第一支路的第一开关管Q1和第二开关管Q2，与第一支路并联接在正端V+和负端V-上的电容C，与电池BAT串联形成第二支路的开关K、电感L和电阻Rs，第二支路并联在第一开关管Q1的两端，控制器控制开关K、第一开关管Q1和第二开关管Q2的工作状态，以调整储能单元的电压和/或电流。当第二开关管Q2断开和/或当开关K和第一开关Q1管断开时，储能单元断开退出其所在的储能组，当开关K断开、第一开关管Q1和第二开关管Q2接通时，电池BAT退出储能单元且储能单元通过第一支路维持导通状态。上述调节电路为buck-boost双向变换器，当然也可以使用其他能够实现能量双向流动的变换器。下面以储能系统的两种常见结构来详细说明具体调节原理。如图3所示，储能系统的组合方式为先串联后并联，所有储能组并联连接在BUS母线上，并且储能组由若干个储能单元串联连接而成，储能组的数量为n1，每个储能组的电压为Vbus、电流为Ibus/n1，具体到每个储能组内，储能组内的储能单元数量为n2，每个储能单元的电压为Vbus/n2，每个储能单元的电流为Ibus/n1，当某一储能组出现异常电池时，异常电池的控制器MCU断开开关K、接通第一开关管Q1和第二开关管Q2，异常电池退出所在的储能单元且储能单元维持导通状态，异常电池退出后的储能组中电池的数量减少为n2-1个，而母线电压Vbus不变，即每个储能单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能系统，包括：串联或并联连接的若干个储能组，其特征在于，所述储能组包括：控制模块和相互连接的若干个电池，所述控制模块在所述电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统，包括：串联或并联连接的若干个储能组，其特征在于，所述储能组包括：控制模块和相互连接的若干个电池，所述控制模块在所述电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组继续运行。2.如权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述控制模块中设有与所述电池一一对应的若干个控制单元，每个电池与其对应的控制单元连接形成一个储能单元，所述储能组由若干个储能单元连接而成。3.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述控制单元采用储能变流器。4.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所有所述储能组并联连接，所述控制模块在所述电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电压不变。5.如权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述储能组由若干个储能单元串联接而成，当所述储能组出现异常电池时，异常电池退出所在的储能单元且储能单元维持导通状态，其余储能单元的电压提升。6.如权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所有所述储能组串联连接，所述控制模块在所述电池异常时，将异常电池退出并保持异常电池所在的储能组电流不变。7.如权利要求6所述的储能系统，其特征在于，所述储能组由若干个储能单元并联连接而成，当所述储能组出现异常电池时，异常电池所在的储能单元退出所述储能组，其余储能单元的电流提升。8.如权利要求1至7任一项所述的储能系统，其特征在于，所有所述储能组均相同，所有所述电池均相同。9.如权利要求2至7任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，袁金荣，宋江喜，陈宝荣，蒋世用，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44