一种电池储能系统中的电池簇在线平衡方法及系统技术方案

本发明专利技术公布了一种电池储能系统，该电池储能系统包括汇流检测单元、检测保护单元、人机交互单元、总控制单元、电池簇平衡模块以及储能单元，所述汇流检测单元、检测保护单元、人机交互单元、电池簇平衡模块以及储能单元均与所述总控制单元电信号连接；本发明专利技术还公开了该系统中电池簇的在线平衡方法，该平衡方法有效解决了现有技术中储能系统需要整体停机等待维修的问题，大大提高了电池系统的利用率。

A Battery Cluster Online Balancing Method and System in Battery Energy Storage System

【技术实现步骤摘要】
一种电池储能系统中的电池簇在线平衡方法及系统
本专利技术涉及二次电池储能领域，特别是一种电池储能系统中电池簇在线平衡方法及系统。
技术介绍
储能是智能电网、可再生能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键技术。微网储能解决方案可以应用在储能电站的调峰、调频，或者梯次电池的利用，应急供电的场合及一些削峰填谷的商业应用等方面。目前二次电池储能系统中，一旦发现电池故障，储能系统将整体停机等待维修，这大大降低了电池系统的利用率。二次电池储能系统的电池维护很容易产生电池簇与簇之间的电能不平衡，达到平衡需要系统停机后靠人工调节各电池簇充放电，这不仅费时费力，而且精度差，影响系统整体的充放电量。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术公开了一种电池储能系统，该电池储能系统包括汇流检测单元、检测保护单元、人机交互单元、总控制单元、电池簇平衡模块以及储能单元，所述汇流检测单元、检测保护单元、人机交互单元、电池簇平衡模块以及储能单元均与所述总控制单元电信号连接；所述储能单元为若干并联连接的电池簇组成，分别是电池簇1、电池簇2…电池簇a…电池簇b…电池簇n；所述汇流检测单元用于检测每个电池簇汇流后的总体电压、电流信息，并将该总体电压、电流信息上传至所述总控制单元；所述检测保护单元用于检测每个电池簇的状态并对电池簇进行保护和投切操作；所述人机交互单元用于显示所述汇流检测单元、检测保护单元、总控制单元、电池簇平衡模块以及电池簇的状态信息，并实现系统的参数设置；所述总控制单元用于检测所述汇流检测单元、检测保护单元、电池簇平衡模块以及电池簇状态并对其实现控制，同时将信息上传至人机交互单元；所述电池簇平衡模块用于平衡电池簇的能量。优选地，所述电池簇平衡模块由若干电子开关组成，每两两电池簇之间设有所述电子开关，分别是K1-2、K1-a…K1-b…K1-n…Ka-(a+1)…Ka-b…Ka-n…Kb-(b+1)…Kb-n…Kn-(n+1)…K(n-1)-n；1＜a＜b＜n，每个所述电子开关均与所述总控制单元电信号连接。优选地，每个所述电池簇包括若干串联组成的电池节，每个电池节还配有检测单元。优选地，所述电子开关为高频电子开关。优选地，所述检测保护单元包括直流接触器、断路器和熔断器。优选地，所述人机交互单元为计算机或触摸屏。优选地，所述汇流检测单元为汇流柜。优选地，还包括有与所述总控制单元电连接的故障警报单元，用于对电池簇的电池节发生故障时进行报警。优选地，所述故障报警单元为与所述总控制单元电信号连接的灯光警报器。本专利技术还公开了一种如上所述的一种电池储能系统中电池簇在线平衡方法，包括以下步骤：S1：当电池簇a中的电池节发生故障时，由总控制单元接收信号并同时反馈信号至灯光警报器以及检测保护单元，灯光警报器动作，发出警报，同时检测保护单元的直流接触器断开，使得该检测保护单元会退出其对应的电池簇；S2：工作人员发现灯光警报器报警，对发生故障的电池节进行维护后，新的电池簇与其他正在运行的电池簇进行在线平衡电能；(1)若其他各电池簇电能一致；当汇流检测单元检测到电池簇a电压高于其他电池簇电压，则对应的电子开关k1-a、k2-a…ka-n会开启，使电池簇a电能流向其他各电池簇，总控制单元根据电能需求情况，控制所述电子开关的导通时间，电能达到需求后，k1-a、k2-a…ka-n关闭；当汇流检测单元检测到电池簇a电压低于其他电池簇电压，则对应的电子开关k1-a、k2-a…ka-n会开启，使其他各电池簇电能流向电池簇a，总控制单元根据电能需求情况，控制所述电子开关的导通时间，电能达到需求后，k1-a、k2-a…ka-n关闭；(2)若其他各电池簇电能不一致，假定电池簇b与其他电池簇不一致；当汇流检测单元检测到电池簇a电压高于其他簇电压，则对应的电子开关k1-a、k2-a…ka-n会开启，其中ka-b关闭，使电池簇a电能流向除b簇以外的其他各电池簇；总控制单元根据电能需求情况，控制所述电子开关的导通时间，电能达到需求后，k1-a、k2-a…ka-n关闭。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的储能系统，当发现电池故障，储能系统不需要整体停机等待维修，大大提高了电池系统的利用率；(2)当对电池维修后，储能系统的电池簇之间电能存在不平衡，本专利技术能够很好地解决该问题，而且调节精度高；(3)本专利技术还增设故障警报单元，能够及时对系统进行警报，提醒及时维修；(4)本专利技术通过设置检测保护单元，能够有效对系统进行保护；(5)本专利技术通过设置人机交互单元，使得操作更加智能以及简单，还能够实施监控；(6)由于本专利技术电子开关采用高频电子开关，能够控制开关的导通时间，从而能够具体平衡电能，平衡更加精准。附图说明图1是本专利技术具体结构框架图；图2是本专利技术电池簇平衡模块的具体结构示意图；图3是本专利技术储能单元的具体结构示意图；图4是本专利技术实施例5的整体框架原理图；图中，100-总控制单元，200-人机交互单元，300-汇流检测单元，400-检测保护单元，500-电池簇平衡模块，600-储能单元。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细说明。实施例1如图1-3所示，一种电池储能系统，该电池储能系统包括汇流检测单元300、检测保护单元400、人机交互单元200、总控制单元100、电池簇平衡模块500以及储能单元600，所述汇流检测单元300、检测保护单元400、人机交互单元200、电池簇平衡模块500以及储能单元600均与所述总控制单元100电信号连接；所述储能单元600为若干并联连接的电池簇组成，分别是电池簇1、电池簇2…电池簇a…电池簇b…电池簇n；所述汇流检测单元300用于检测每个电池簇汇流后的总体电压、电流信息，并将该总体电压、电流信息上传至所述总控制单元；所述检测保护单元400用于检测每个电池簇的状态并对电池簇进行保护和投切操作；所述人机交互单元200用于显示所述汇流检测单元300、检测保护单元400、总控制单元100、电池簇平衡模块500以及电池簇的状态信息，并实现系统的参数设置；所述总控制单元100用于检测所述汇流检测单元300、检测保护单元400、电池簇平衡模块500以及电池簇状态并对其实现控制，同时将信息上传至人机交互单元200；所述电池簇平衡模块500用于平衡电池簇的能量。实施例2本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步优化，具体是所述电池簇平衡模块500由若干电子开关组成，每两两电池簇之间设有所述电子开关，分别是K1-2、K1-a…K1-b…K1-n…Ka-(a+1)…Ka-b…Ka-n…Kb-(b+1)…Kb-n…Kn-(n+1)…K(n-1)-n；1＜a＜b＜n，每个所述电子开关均与所述总控制单元100电信号连接，开关Ka-b表示电池簇a连接到电池簇b，其中Ka-b与Kb-a为同一开关，本实施例采用的电子开关为高频电子开关。实施例3本实施例是在实施例2的基础上作出的进一步优化，具体是每个所述电池簇包括若干串联组成的电池节，每个电池节还配有检测单元，用于检测电池节的电流、电压信息。实施例4本实施例是在实施例3的基础上作出的进一步优化，具体是所述检测保护单元400包括直流接触器、断路器和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池储能系统，其特征在于：该电池储能系统包括汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、人机交互单元(200)、总控制单元(100)、电池簇平衡模块(500)以及储能单元(600)，所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、人机交互单元(200)、电池簇平衡模块(500)以及储能单元(600)均与所述总控制单元(100)电信号连接；所述储能单元(600)为若干并联连接的电池簇组成，分别是电池簇1、电池簇2…电池簇a…电池簇b…电池簇n；所述汇流检测单元(300)用于检测每个电池簇汇流后的总体电压、电流信息，并将该总体电压、电流信息上传至所述总控制单元(100)；所述检测保护单元(400)用于检测每个电池簇的状态并对电池簇进行保护和投切操作；所述人机交互单元(200)用于显示所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、总控制单元(100)、电池簇平衡模块(500)以及电池簇的状态信息，并实现系统的参数设置；所述总控制单元(100)用于检测所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、电池簇平衡模块(500)以及电池簇状态并对其实现控制，同时将信息上传至人机交互单元(200)；所述电池簇平衡模块(500)用于平衡电池簇的能量。...

【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统，其特征在于：该电池储能系统包括汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、人机交互单元(200)、总控制单元(100)、电池簇平衡模块(500)以及储能单元(600)，所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、人机交互单元(200)、电池簇平衡模块(500)以及储能单元(600)均与所述总控制单元(100)电信号连接；所述储能单元(600)为若干并联连接的电池簇组成，分别是电池簇1、电池簇2…电池簇a…电池簇b…电池簇n；所述汇流检测单元(300)用于检测每个电池簇汇流后的总体电压、电流信息，并将该总体电压、电流信息上传至所述总控制单元(100)；所述检测保护单元(400)用于检测每个电池簇的状态并对电池簇进行保护和投切操作；所述人机交互单元(200)用于显示所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、总控制单元(100)、电池簇平衡模块(500)以及电池簇的状态信息，并实现系统的参数设置；所述总控制单元(100)用于检测所述汇流检测单元(300)、检测保护单元(400)、电池簇平衡模块(500)以及电池簇状态并对其实现控制，同时将信息上传至人机交互单元(200)；所述电池簇平衡模块(500)用于平衡电池簇的能量。2.根据权利要求1所述的一种电池储能系统，其特征在于：所述电池簇平衡模块(500)由若干电子开关组成，每两两电池簇之间设有所述电子开关，分别是K1-2、K1-a…K1-b…K1-n…Ka-(a+1)…Ka-b…Ka-n…Kb-(b+1)…Kb-n…Kn-(n+1)…K(n-1)-n；1＜a＜b＜n，每个所述电子开关均与所述总控制单元(100)电信号连接。3.根据权利要求1所述的一种电池储能系统，其特征在于：每个所述电池簇包括若干串联组成的电池节，每个电池节还配有检测单元。4.根据权利要求2所述的一种电池储能系统，其特征在于：所述电子开关为高频电子开关。5.根据权利要求1所述的一种电池储能系统，其特征在于：所述检测保护单元(400)包括直流接触器、断路器和熔断器。6.根据权利要求1所述的一种电池储能系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈海博，丁凯，程军华，黄勇良，占韬，欧阳水兵，吴田伟，李芳芳，
申请(专利权)人：江西赣锋电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36