均衡装置及含有该均衡装置的储能系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种均衡装置及含有该均衡装置的储能系统，其中均衡装置包括控制器，以及依次连接的电源变换模块、电流控制模块和开关阵列，电源变换模块的输入端连接至均衡电源，开关阵列连接至电池包，电流控制模块控制电源变换模块和开关阵列之间的电流；开关阵列包括多个第一继电器，各第一继电器分别与多个电池包的各电池串一一对应连接。与现有技术相比，本发明专利技术可以实现一个电源变换模块支持的电池串数量显著增加，不但在大型储能系统中可以显著降低成本，并且可以准确地对某一个电池包中的某一个电池串进行精确均衡。

【技术实现步骤摘要】
均衡装置及含有该均衡装置的储能系统
本专利技术涉及应用于大型储能系统的均衡技术，尤其是涉及一种均衡装置及含有该均衡装置的储能系统。
技术介绍
储能系统中，为了保持各电池串、各pack的一致性，需要配置均衡模块，均衡模块需要包含DC-DC模块和开关阵列，如图1所示，现有技术中，一个电池包1中包含多个串联的电池串11，电池串11由不定数量的单电池并联得到，每一个电池串11都有一个对应的开关，电池包1通过开关阵列3连接至DC-DC模块，通常，现有技术中都是一个电池包1会对应1个DC-DC模块，或者数个(数量有限，一般为1-2个)电池包1对应1个DC-DC模块，但无论何种方式，单个DC-DC模块对应的电池包1的数量十分有限。在大型储能系统中，由于电池包的数量很多，因此需要配置很多DC-DC模块，而DC-DC模块数量的增加，一来是成本很高，二来也对大型储能系统的可靠性造成了很大的挑战，多个dc-dc损坏概率高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了提供一种均衡装置及含有该均衡装置的储能系统，开关阵列采用继电器的方式，可以提高耐压等级，从而可以实现一个电源变换模块控制多个电池包，或者说对应更多的电池串，不但在大型储能系统中可以显著降低成本，并且可以准确地对某一个电池包中的某一个电池串进行精确均衡。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种均衡装置，包括：电源变换模块和开关阵列，所述电源变换模块的一端连接至均衡电源，另一端连接至开关阵列，所述开关阵列连接至电池包；所述装置还包括设于电源变换模块和开关阵列之间的电流控制模块，该电流控制模块控制电源变换模块和开关阵列之间的电流；所述开关阵列包括多个第一继电器，各第一继电器分别与多个电池包的各电池串一一对应连接；所述装置还包括控制器，该控制器分别与电流控制模块和各第一继电器连接，被配置控制各第一继电器的通断和电流控制模块。进一步的，为了可以降低对于继电器的耐压性能的要求，从而提高均衡装置的使用寿命，所述开关阵列还包括两个第二继电器，两个第二继电器均与控制器连接，其中一个第二继电器的公共端连接至电流控制模块输出端的正极，常开端和常闭端中的一者连接至所有第一继电器中的一部分，另一者连接至所有第一继电器中的另一部分；另一个第二继电器的公共端连接至电流控制模块输出端的负极，常开端和常闭端中的一者连接至所有第一继电器中的一部分，另一者连接至所有第一继电器中的另一部分。这样控制器可以分开控制两个第二继电器的投切状态。或者，更进一步，两个第二继电器中，一个第二继电器的常开端连接至另一个继电器的常闭端，常闭端连接至另一个第二继电器的常开端，且另一个第二继电器的公共端连接至电流控制模块输出端的负极。为了进一步降低成本，第一继电器为交流继电器。更进一步的，所述所有第一继电器中的一部分和所有第一继电器中的另一部分交错排列。再进一步的，所述均衡电源为交流电源，所述电源变换模块为AC-DC模块。更进一步的，所述电流控制模块包括充电控制开关和放电控制开关，所述充电控制开关串联于电源变换模块和开关阵列之间，所述放电控制开关并联于电源变换模块和开关阵列之间，且放电控制开关设置于所述充电控制开关和开关阵列之间，所述充电控制开关和放电控制开关均连接至控制器。所述装置还包括充放电切换模块，该充放电切换模块串联于电流控制模块的和开关阵列之间，并连接至控制器。本专利技术的另一方面的目的在于提供此种应用场景下的继电器的电气寿命，具体的，该目的通过以下手段实现：所述控制器被配置为执行以下步骤：当需要切换任一第一继电器的状态时，先控制电流控制模块断开；待电流控制模块断开之后第一设定时间间隔，控制对应第一继电器切换。进一步的，在采用两级继电器的开关阵列时，所述控制器被配置为执行以下步骤：当需要切换任一第一继电器和第二继电器的状态时，先控制电流控制模块断开；待电流控制模块断开之后第一设定时间间隔，先控制对应第二继电器切换，再控制对应第一继电器切换。一种储能系统，包括均衡装置和多个电池包，所述均衡装置采用上述任一种的均衡装置。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)开关阵列采用继电器的方式，可以提高耐压等级，从而可以实现一个电源变换模块控制多个电池包，或者说对应电池串的数量可以显著增加，至少达到100V以上的电压等级，解决拉弧问题，不但在大型储能系统中可以显著降低成本，并且可以准确地对某一个电池包中的某一个电池串进行精确均衡。2)通过设置两级继电器的开关阵列结构，可以降低对于继电器的耐压性能的要求，从而提高均衡装置的使用寿命。3)两个第二继电器实现联动，从而可以实现只需要占用一根控制线，一个控制信号就可以实现对于第二继电器的充放电切换控制。4)各第一继电器中的一部分和各第一继电器中的另一部分交错排列，这样可以降低继电器数量以及切换通道控制策略变得简单。5)配合电流控制模块的充电控制开关和放电控制开关的设计，可以便于实现干路电路控制。6)充放电切换模块独立于电流控制模块之外，可以分开独立控制，从而实现充放电切换模块切换时的0电流控制。7)均衡电源为交流电源，所述电源变换模块为AC-DC模块，实现储能系统更高的电压等级，更具实用价值，还可以降低成本。8)设置了延迟动作，实现零电弧切换，使应用交流继电器时，继电器电气切换寿命等于机械寿命。附图说明图1为现有技术中均衡模块的实现架构示意图；图2为本专利技术实施例的实现架构示意图；图3为本专利技术实施例的另一种实现架构示意图；图4为本专利技术实施例中的开关阵列的示意图；图5为本专利技术实施例中电流控制模块的示意图；图6为实施例中另一种电流控制模块的示意图附图标记：1、电池包，2、电源变换模块，3、开关阵列，4、电流控制模块，5、充放电切换模块，11、电池串。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。一种均衡装置，如图2和图4所示，包括控制器，以及依次连接的电源变换模块2、电流控制模块4和开关阵列3，电源变换模块2的输入端连接至均衡电源，开关阵列3连接至电池包1，电流控制模块4控制电源变换模块2和开关阵列3之间的电流；开关阵列3包括多个第一继电器，各第一继电器的常开端分别与多个电池包1的各电池串11一一对应连接。当然，在其他实施例中，第一继电器也可以采用常闭端接入回路。或者如图3所示，在其他实施例中，也可以是一个电池包1，控制器分别与电流控制模块4和各第一继电器连接，被配置控制各第一继电器的通断和电流控制模块4。本申请的主要特点在于支持的电池包1的或电池包1组的电压等级显著提高，开关阵列3采用继电器的方式，可以提高耐压等级，从而可以实现一个电源变换模块2控制多个电池包1，或者说对应电池串11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均衡装置，包括：/n电源变换模块和开关阵列，所述电源变换模块的一端连接至均衡电源，另一端连接至开关阵列，所述开关阵列连接至电池包；/n其特征在于，/n所述装置还包括设于电源变换模块和开关阵列之间的电流控制模块，该电流控制模块控制电源变换模块和开关阵列之间的电流；/n所述开关阵列包括多个第一继电器，各第一继电器分别与一个或多个电池包的各电池串一一对应连接；/n所述装置还包括控制器，该控制器分别与电流控制模块和各第一继电器连接，被配置控制各第一继电器的通断和电流控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种均衡装置，包括：
电源变换模块和开关阵列，所述电源变换模块的一端连接至均衡电源，另一端连接至开关阵列，所述开关阵列连接至电池包；
其特征在于，
所述装置还包括设于电源变换模块和开关阵列之间的电流控制模块，该电流控制模块控制电源变换模块和开关阵列之间的电流；
所述开关阵列包括多个第一继电器，各第一继电器分别与一个或多个电池包的各电池串一一对应连接；
所述装置还包括控制器，该控制器分别与电流控制模块和各第一继电器连接，被配置控制各第一继电器的通断和电流控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种均衡装置，其特征在于，所述开关阵列还包括两个第二继电器，两个第二继电器均与控制器连接，
其中一个第二继电器的公共端连接至电流控制模块输出端的正极，常开端和常闭端中的一者连接至所有第一继电器中的一部分，另一者连接至所有第一继电器中的另一部分；
另一个第二继电器的公共端连接至电流控制模块输出端的负极，常开端和常闭端中的一者连接至所有第一继电器中的一部分，另一者连接至所有第一继电器中的另一部分。


3.根据权利要求2所述的一种均衡装置，其特征在于，两个第二继电器中，一个第二继电器的常开端连接至另一个第二继电器的常闭端，常闭端连接至另一个第二继电器的常开端。


4.根据权利要求2或3所述的一种均衡装置，其特征在于，所述所有第一继电器中的一部分和所有第一继电器中的另一部分交错排列。


5.根据权利要求1-3中任一所述的一种均衡装...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛厚艺，
申请(专利权)人：江苏博强新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32