【技术实现步骤摘要】
一种动态安全保护的电池单元及储能系统
[0001]本专利技术属于电池储能
,具体涉及一种动态安全保护的电池单元及储能系统。
技术介绍
[0002]电池储能系统是由众多的小电量电池通过串并联连接构成电池组,并通过电力转换设备接入电网进行充放电。由于存在电池单体本身不一致性的不可避免缺陷,特别是使用一段时间的电池及退役电池,其不一致性尤为突出,加之电池储能系统的电池安装与物理位置不同以及连接摆放相对固定,对电池充放电的电量产生不一致性影响进一步增加,不仅造成电池储能系统充放电产生整体效率下降的短板效应,而且容易产生个别电池电压及电量偏差过大,造成电池过充或过放乃至燃爆的不安全风险。
[0003]为了解决和实现个性化的电池单体和电池包,以及电池组串和储能单元系统运行过程中的一致性控制和储能系统安全、健康、高效运行,减少短板效应;储能系统设计与集成时,采用不同的部件选择与配置方法及系统架构和连接方式,以及系统部件之间的运行控制关系,决定了储能系统的实际效果。国家知识产权局公布的专利技术专利《一种电池单元、储能系统及电池单元故障保护方法》专利号为CN113193628,该技术方案权利要求和说明书及其附图1
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7公布和提出了一种电池单元、储能系统及电池单元故障保护方法,所公布的技术方案设计的系统及系统架构图;如该方案公布的权利要求1、权利要求2和权利要求13、权利要求14以及说明书相应的内容,结合附图1至附图4可以看出,其方案实质特征是在电池单元串联组串的电池单元设置一个控制其开路的开关,将故障电 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态安全保护的电池单元及储能系统,其中,所述一种电池单元,包括两个单体电池或电池包串联连接的电池组串P,还包括电池监控单元、第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3;其特征在于,通过控制第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3的通断,分别构成热备份运行模式连接架构、并联运行模式连接架构以及串联运行模式连接架构的柔性系统架构;所述电池单元内的电池监控单元,实时监测单体电池或电池包的电压、温度及实时运行参数,在检测到本电池单元的单体电池或电池包出现异常时:控制相应的第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3的通断状态,隔离或切出异常的单体电池或电池包串联连接的电池组串P,并控制所述储能系统电路中未出现异常故障的单体电池或电池包串联连接的电池组串P以及电池单元串联组串能够持续正常运行。2.根据权利要求1所述一种动态安全保护的电池单元及储能系统,其特征是,热备份运行模式连接架构的连接关系为,所述电池单元内的电池监控单元通过电池监测通信线连接单体电池或电池包的每个单体电池,同时分别连接控制第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3;其特征在于,任一电池单元的第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P接入运行,而第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P为热备份时,即:热备份运行模式连接架构,由第一可控开关K1两端分别连接电池单元的正极端子和第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极之间,并且控制第一可控开关K1闭合导通;同时第二可控开关K2两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极之间,并且控制第二可控开关K2断开;以及第三可控开关K3两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极,并且控制第三可控开关K3断开;或者,任一电池单元的第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P接入运行,第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P为热备份时,即:热备份运行模式连接架构,由第一可控开关K1两端分别连接电池单元的正极端子和第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极之间,并且控制第一可控开关K1断开;同时第二可控开关K2分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极之间,并且控制第二可控开关K2闭合导通;以及第三可控开关K3两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极之间,并且控制第三可控开关K3断开,构成热备份运行模式连接架构的电池单元。3.根据权利要求1所述一种动态安全保护的电池单元及储能系统,其特征是,并联运行模式连接架构的连接关系为,所述电池单元内的电池监控单元通过电池监测通信线连接单体电池或电池包的每个单体电池,同时分别连接控制第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3;其特征在于,由第一可控开关K1两端分别连接电池单元的正极端子和第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极,并且控制第一可控开关K1闭合导通;同时第二可控开关K2两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极,并且控制第二可控开关K2闭合导通;以及第三可控开关K3两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极,并且控制第三可控开关K3断开,构成并联运行模式连接架构的电池单元。
4.根据权利要求1所述一种动态安全保护的电池单元及储能系统,其特征是,串联运行模式连接架构的连接关系为,所述电池单元内的电池监控单元通过电池监测通信线连接单体电池或电池包的每个单体电池,同时分别连接控制第一可控开关K1、第二可控开关K2和第三可控开关K3;其特征在于,由第一可控开关K1两端分别连接电池单元的正极端子和第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极,并且控制第一可控开关K1断开;同时第二可控开关K2两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极,并且控制第二可控开关K2断开;以及第三可控开关K3两端分别连接第i单体电池或电池包串联连接的电池组串P的正极与第j单体电池或电池包串联连接的电池组串P的负极,并且控制第三可控开关K3闭合导通,构成串联运行模式连接架构的电池单元;其特征还在于,电池单元串联组串在发生电池...
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