一种可自调节维护的电池储能系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可自调节维护的电池储能系统及其方法，包括电池包、电池架、高压箱、DC/DC变压单元、继电开关一、继电开关二。本发明专利技术的有益效果是：在电池包中增加了旁路，当检测到某个电池包或电池发生问题或故障时，电池包的原主路断开其旁路接通，将有问题的电池包隔离，同时接在电池簇的DC/DC变压单元将电池簇的电压变化至原电压，此电池簇可继续工作，避免了储能系统的停机。再在储能系统工作间隙期完成对有问题电池维修或更换，减弱了不良影响和收益的降低。此外，在无故障发生时电池簇的DC/DC变压单元也将调节所在电池簇的电压使其保持在规定的工作电压，避免了电池簇间因电压不一致而导致环流的风险，同时降低了电池间的不一致性。的不一致性。的不一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种可自调节维护的电池储能系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种电池储能系统，具体为一种可自调节维护的电池储能系统及其方法，属于锂离子电池大型储能


技术介绍

[0002]目前在锂离子电池大型储能领域，基本都是先将锂电池单体通过串并联的方式先组合成模组，然后模组再通过或串或并的方式组装成电池包，电池包再通过串并联方式安装在电池架上组成电池簇，然后再将电池簇串并联后接入PCS(双向变流器)组成储能系统。
[0003]随着储能技术的发展，电池储能系统已用于各种应用场景。比如辅助电厂调频的调频储能系统、用于减少电网负荷压力调节峰谷的调峰储能系统、用于偏远地区或孤岛的微网储能系统，诸如此类应用，储能系统已成为不可或缺的电力供应方式，因此对储能系统的稳定性和及时修复能力提出了更高的要求。
[0004]而现有的技术方案，当储能系统中的某个电池包或电池存在问题或故障时，储能系统将整体停机维修，这不仅降低了储能系统的利用率而且还增加了电池的不一致性，并且为了防备长时间停机的状况，往往需要增加备用系统，这也加大了整个系统的初始投入，储能系统的投资回收期变得更长，不利于电池储能系统的进一步普及应用。
[0005]规模化大型储能系统往往采用集装箱的储存形式，将锂离子电池首先组成电池模组，电池模组再组成电池插箱(Pack)，电池插箱再组成电池簇，电池簇串并联后再接入汇流设备，然后与PCS、EMS等组成储能系统。当储能系统中的某个电池包或电池发生问题或故障时，与同一PCS所连接的电池簇都需要停机检查或维修，这将极大降低了储能系统的利用率而随着高电压大功率PCS的应用，停机造成的损失将更大，严重影响了储能系统的收益。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就在于为了解决问题而提供一种可自调节维护的电池储能系统及其方法。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种可自调节维护的电池储能系统，包括
[0008]电池包，设置有若干个并成串联连接，且安装在电池架上；
[0009]高压箱，其与串联连接的所述电池包进行连接，且其安装在所述电池架的底端一侧；
[0010]DC/DC变压单元，其与所述高压箱进行连接，并接入电池簇的主路，且其安装在所述电池架的底端另一侧。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述电池包的主回路上安装有继电开关一，所述电池包的的总正和总负之间连接有旁路并且旁路上安装有继电开关二，通过继电开关一和继电开关二的开闭，即可控制电池包的接入与隔离。
[0012]一种可自调节维护的电池储能系统的使用方法，其使用方法包括以下步骤
[0013]一、首先安装电池包，将电池(或电池模组)按串并联设计要求，放入电池包中，并串并联连接；
[0014]二、在电池包的主回路上除了安装有熔断器外还安装有继电开关一；
[0015]三、在电池包的总正和总负之间连接有旁路并且旁路上安装有继电开关二，控制旁路的开断。通过继电开关一和继电开关二，即可控制电池包的接入与隔离，当继电开关二断开，继电开关一闭合时电池包接入电池簇；当继电开关二闭合，继电开关一断开时电池包隔离出所在电池簇；
[0016]四、安装BMS的采集单元的采集线束后，完成电池包其他部件的安装；
[0017]五、将安装好的电池包安装在电池架上，高压箱和DC/DC变压单元亦安装在电池架上；
[0018]六、各电池包间串并联后再连接高压箱和DC/DC变压单元，最后经DC/DC变压单元接入电池簇的主路，然后各电池簇汇流后与PCS连接；
[0019]七、BMS的一级采集单元与高压箱中的主控BCU通信连接后，再将各簇的BCU接入BAMS汇总后，与EMS通信相连，EMS与PCS通信相连，组成完整的电池储能系统。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案：还包括所述电池包的自调节流程：
[0021]一、首先由BMS管理系统对电池簇内的所有电池包进行检测，判断是否有故障电池包，无故障电池包时，再判断电池簇的电压是否在规定范围内(一般为额定电压)，当电池簇电压符合要求时，电池簇正常运行，当电池簇电压不符合要求时，启动DC/DC变压器调节至符合要求后再接入运行；
[0022]二、当故障电池包数x大于最高允许数时，直接停用电池簇并报警待维修；
[0023]三、当故障电池包数x在最高允许数内时，进一步判断故障类型及级别，如故障等级为三级严重故障时直接停用电池簇并报警待维修；
[0024]四、如故障等级为二级中级故障时；故障电池包停用、隔离，启动DC/DC变压器调节电压至规定范围内，电池包进入待检状态，电池簇继续运行；
[0025]五、如故障等级为一级轻微故障时，故障电池包停用、隔离，启动DC/DC变压器调节电压至规定范围内，电池簇继续运行，同时BMS对电池包调节修复待符合要求后，电池包重新接入。
[0026]本专利技术的有益效果是：将锂电池组成电池包后，在电池包中增加了旁路，当检测到某个电池包或电池发生问题或故障时，电池包的原主路断开其旁路接通，将有问题的电池包隔离，同时接在电池簇的DC/DC变压单元将电池簇的电压变化至原电压(电池簇原工作电压)，此电池簇可继续工作，避免了储能系统的停机。再在储能系统工作间隙期完成对有问题电池维修或更换，因此有效降低对整个储能系统的影响，减弱了不良影响和收益的降低。此外，在无故障发生时电池簇的DC/DC变压单元也将调节所在电池簇的电压使其保持在规定的工作电压，避免了电池簇间因电压不一致而导致环流的风险，同时降低了电池间的不一致性。
附图说明
[0027]图1为本专利技术电池簇连接结构示意图。
[0028]图2为本专利技术电池包开关结构示意图。
[0029]图3为本专利技术逻辑示意图。
[0030]图中：1、电池包，2、电池架，3、高压箱，4、DC/DC变压单元，11、继电开关一和12、继电开关二。
具体实施方式
[0031]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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例一
[0033]请参阅图1～2，一种可自调节维护的电池储能系统，包括
[0034]电池包1，设置有若干个并成串联连接，且安装在电池架2上；
[0035]高压箱3，其与串联连接的所述电池包1进行连接，且其安装在所述电池架2的底端一侧；
[0036]DC/DC变压单元4，其与所述高压箱3进行连接，并接入电池簇的主路，且其安装在所述电池架2的底端另一侧。
[0037]在本专利技术实施例中，所述电池包1的主回路上安装有继电开关一11，所述电池包1的的总正和总负之间连接有旁路并且旁路上安装有继电开关二12，通过继电开关一11和继电开关二12的开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自调节维护的电池储能系统，其特征在于：包括电池包(1)，设置有若干个并成串联连接，且安装在电池架(2)上；高压箱(3)，其与串联连接的所述电池包(1)进行连接，且其安装在所述电池架(2)的底端一侧；DC/DC变压单元(4)，其与所述高压箱(3)进行连接，并接入电池簇的主路，且其安装在所述电池架(2)的底端另一侧。2.根据权利要求1所述的一种可自调节维护的电池储能系统，其特征在于：所述电池包(1)的主回路上安装有继电开关一(11)，所述电池包(1)的的总正和总负之间连接有旁路并且旁路上安装有继电开关二(12)。3.一种基于权利要求1所述的一种可自调节维护的电池储能系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤1)首先安装电池包(1)，将电池按串并联设计要求，放入电池包(1)中，并串并联连接；2)在电池包(1)的主回路上除了安装有熔断器外还安装有继电开关一(11)；3)在电池包(1)的总正和总负之间连接有旁路并且旁路上安装有继电开关二(12)，控制旁路的开断；通过继电开关一(11)和继电开关二(12)，即可控制电池包的接入与隔离，当继电开关二(12)断开，继电开关一(11)闭合时电池包接入电池簇；当继电开关二(12)闭合，继电开关一(11)断开时电池包隔离出所在电池簇；4)安装BMS的采集单元的采集线束后，完成电池包(1)其他部件的安装；5)将安装好的电池包(1)安装在电池架(2)上，高压箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，杨泽乾，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：