用于电池架的单独放电系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电池架的单独放电系统和方法，更具体地，涉及能够单独地对电池架进行放电而不依赖外部负载的电池架的单独放电系统和方法。统和方法。统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池架的单独放电系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种电池架的单独放电系统和方法，并且更具体地，涉及一种能够对电池架进行单独放电而不依赖于外部负载的电池架的单独放电系统和方法。

技术介绍

[0002]随着环境破坏和资源耗尽作为严重问题而增加，对存储能量并且有效利用所存储的能量的能量存储系统(ESS)的兴趣日益增加。能量存储设备(ESS)通过串联或并联连接多个电池单体来配置电池模块以用于保持驱动电压和有效的能量输出，并且包括通过串联或并联连接多个电池模块所配置的多个电池架。
[0003]通常，能量存储设备(ESS)是其中通过电力调节系统在当电力需求高时的白天期间放电电力而在当电力需求低时的夜间期间执行充电的无源系统。
[0004]在由外部设备(例如PCS)以这种方式执行充电/放电的无源系统中，如果能量存储设备(ESS)的充电状态(SOC)被充电到最高，或者如果当其过充电时不可能由电力调节系统(PCS)放电，则存在高电压持续等待的情况。这种情况可能成为安全问题的原因，例如构成能量存储设备(ESS)的电池单体的寿命缩短和膨胀现象。
[0005](专利文献1)KR10
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1563075B1

技术实现思路

[0006][技术问题][0007]本专利技术用于解决上述问题，并且提供一种用于电池架的单独放电系统和方法，其实现在需要放电的情况下对构成能量存储设备(ESS)的每个电池架的单独放电而不依赖于外部负载(设备)
[0008][技术方案][0009]根据本专利技术，一种单独地对电池架进行放电的电池架单独放电系统包括：并联连接的至少两个电池架；电池管理系统(BMS)，其被配置成针对所述电池架中的每个被设置，当检测到在相应电池架中发生异常情况时顺序地确定是否满足预定单个放电条件，并且根据确定结果控制相应电池架独立地操作；以及电池保护单元，其被配置成针对所述电池架中的每个被设置，并且在所述电池管理系统(BMS)的控制下将该电池架从与外部负载的连接切换到与内部负载的连接，以便通过所述内部负载独立地执行放电操作。
[0010]更详细地，电池保护单元(BPU)包括：主接触器，其连接在所述电池架和连接到所述外部负载的DC链路正(+)端子之间，以形成从所述电池架到所述外部负载的主放电路径；预充电接触器，其串联连接到具有预定大小的预充电电阻器并且并联连接到所述主接触器以形成从所述电池架到所述外部负载的子放电路径；电流传感器，其串联连接到所述主接触器和所述预充电接触器以感测从所述电池架流过所述主放电路径和所述子放电路径的电流的幅度；内部负载，其一端并联连接到所述主接触器并且另一端形成有连接到从所述外部负载到所述电池架的充电路径的第一端子，并且被配置成根据第一端子的连接状态消
耗从所述电池架放电的电流；以及开关，其在所述电池管理系统(BMS)的控制下从配置在所述充电路径上的第二端子而位于所述第一端子处，以形成从所述电池架到所述内部负载的单个放电路径。
[0011]此外，电池管理系统(BMS)包括：架电压测量单元，其被配置成以规则间隔测量所述电池架的电压；通信单元，其被配置成连接与另一电池架的所述电池管理系统BMS的通信；异常情况检测单元，其被配置成基于由所述架电压测量单元所测量的架电压和通过所述通信单元接收到的其他电池架的架电压来检测是否发生需要对所述电池架的放电的异常情况；第一放电条件确定单元，其被配置成当通过所述异常情况检测单元检测到异常情况发生时确定当前电池架是否满足预定单个放电条件当中的第一放电条件；第二放电条件确定单元，其被配置成当所述第一放电条件确定单元确定满足所述第一放电条件时确定当前电池架是否满足所述预定单个放电条件当中的第二放电条件；第三放电条件确定单元，其被配置成当所述第二放电条件确定单元确定满足所述第二放电条件时确定当前电池架是否满足所述预定单个放电条件当中的第三放电条件；以及连接状态控制单元，其被配置成：如果所述第三放电条件确定单元确定满足第三放电条件，则控制所述主接触器、所述预充电接触器和开关的连接状态，使得所述电池架与所述外部负载分离并且连接到所述内部负载。
[0012]具体地，所述第一放电条件确定单元包括：电压异常检测单元，其被配置成检测由所述架电压测量单元所测量的架电压是否等于或者高于预定电压异常参考值，并且输出指示所述架电压等于或者高于所述预定电压异常参考值的电压异常信号；电压异常持续时间测量单元，其被配置成测量从所述电压异常检测单元输出电压异常信号的时间点开始的电压异常状态的持续时间；以及电压异常持续性确定单元，其被配置成比较由所述电压异常持续时间测量单元所测量的所述电压异常状态的持续时间是否等于或高于预定持续时间参考值，并且如果所述持续时间等于或高于所述预定持续时间参考值，则输出指示所述当前电池架满足所述第一放电条件的第一满足信号。
[0013]另外，所述连接状态控制单元顺序地控制所述预充电接触器和所述主接触器处于闭合状态，并且将所述开关定位在所述第二端子处以在所述电池架由所述外部负载充电/放电的第一操作模式状态下将所述电池架与所述外部负载连接。
[0014]此外，如果所述第三放电条件确定单元确定满足所述第三放电条件，则所述连接状态控制单元控制所述预充电接触器和所述主接触器两者处于断开状态，并且将所述开关定位在所述第一端子处以形成到所述内部负载的单个放电路径同时将所述电池架与所述外部负载分离。
[0015]这里，所述第二放电条件确定单元中的所述第二放电条件是所述当前电池架未由所述外部负载充电/放电的状态。
[0016]此外，所述第三放电条件确定单元中的所述第三放电条件包括不存在对所述内部负载的损坏并且不存在所述主接触器和所述预充电接触器的熔接的状态。
[0017]根据本专利技术，一种电池架的单独放电方法包括：通信连接步骤，将用于数据交换的通信与并联连接的另一电池架连接；第一操作模式操作步骤，其中，所述电池架连接到外部负载并且在由所述外部负载执行充电/放电的第一操作模式下操作；架电压测量步骤，以规则间隔测量所述电池架的电压；异常情况检测步骤，基于在所述架电压测量步骤中所测量
的架电压数据和连接到所述通信的其他电池架的架电压数据来检测在相应电池架中是否发生需要放电的异常情况；单个放电条件满足确定步骤，当在所述异常情况检测步骤中检测到在所述电池架中发生异常情况时，确定当前电池架是否满足用于在所述当前电池架通过内部负载单独放电的第二操作模式下操作的预定单个放电条件；以及第二操作模式操作步骤，如果通过所述单个放电条件满足确定步骤确定所述当前电池架满足所述单个放电条件，则将所述电池架切换到所述电池架通过内部负载独立地放电的第二操作模式。
[0018]详细地，所述单个放电满足确定步骤包括：第一放电条件确定步骤，确定所述当前电池架是否满足预定单个放电条件当中的第一放电条件；第二放电条件确定步骤，当确定满足所述第一放电条件时，确定所述电池架是否满足所述预定单个放电条件当中的第二放电条件；以及第三放电条件确定步骤，当确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单独地对所述电池架进行放电的电池架单独放电系统，所述系统包括：并联连接的至少两个电池架；电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统被配置成针对所述电池架中的每个被设置，当检测到在相应电池架中发生异常情况时顺序地确定是否满足预定单个放电条件，并且根据确定结果控制相应电池架独立地操作；以及电池保护单元，所述电池保护单元被配置成针对所述电池架中的每个被设置，并且在所述电池管理系统(BMS)的控制下将所述电池架从与外部负载的连接切换到与内部负载的连接，以便通过所述内部负载独立地执行放电操作。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池保护单元(BPU)包括：主接触器，所述主接触器连接在所述电池架和连接到所述外部负载的DC链路正(+)端子之间，以形成从所述电池架到所述外部负载的主放电路径；预充电接触器，所述预充电接触器串联连接到具有预定大小的预充电电阻器并且并联连接到所述主接触器以形成从所述电池架到所述外部负载的子放电路径；电流传感器，所述电流传感器串联连接到所述主接触器和所述预充电接触器以感测从所述电池架流过所述主放电路径和所述子放电路径的电流的幅度；内部负载，所述内部负载一端并联连接到所述主接触器并且另一端形成有连接到从所述外部负载到所述电池架的充电路径的第一端子，并且被配置成根据第一端子的连接状态消耗从所述电池架放电的电流；以及开关，所述开关在所述电池管理系统(BMS)的控制下从配置在所述充电路径上的第二端子而位于所述第一端子处，以形成从所述电池架到所述内部负载的单个放电路径。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述电池管理系统(BMS)包括：架电压测量单元，所述架电压测量单元被配置成以规则间隔测量所述电池架的电压；通信单元，所述通信单元被配置成连接与另一电池架的所述电池管理系统BMS的通信；异常情况检测单元，所述异常情况检测单元被配置成基于由所述架电压测量单元所测量的架电压和通过所述通信单元接收到的其他电池架的架电压来检测是否发生需要对所述电池架的放电的异常情况；第一放电条件确定单元，所述第一放电条件确定单元被配置成当通过所述异常情况检测单元检测到异常情况发生时确定当前电池架是否满足预定单个放电条件当中的第一放电条件；第二放电条件确定单元，所述第二放电条件确定单元被配置成当所述第一放电条件确定单元确定满足所述第一放电条件时确定当前电池架是否满足所述预定单个放电条件当中的第二放电条件；第三放电条件确定单元，其被配置成当所述第二放电条件确定单元确定满足所述第二放电条件时确定当前电池架是否满足所述预定单个放电条件当中的第三放电条件；以及连接状态控制单元，所述连接状态控制单元被配置成：如果所述第三放电条件确定单元确定满足第三放电条件，则控制所述主接触器、所述预充电接触器和开关的连接状态，使得所述电池架与所述外部负载分离并且连接到所述内部负载。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一放电条件确定单元包括：电压异常检测单元，所述电压异常检测单元被配置成检测由所述架电压测量单元所测
量的架电压是否等于或者高于预定电压异常参考值，并且输出指示所述架电压等于或者高于所述预定电压异常参考值的电压异常信号；电压异常持续时间测量单元，所述电压异常持续时间测量单元被配置成测量从所述电压异常检测单元输出电压异常信号的时间点开始的电压异常状态的持续时间；以及电压异常持续性确定单元，所述电压异常持续性确定单元被配置成比较由所述电压异常持续时间测量单元所测量的所述电压异常状态的持续时间是否等于或高于预定持续时间参考值，并且如果所述持续时间等于或高于所述预定持续时间参考值，则输出指示所述当前电池架满足所述第一放电条件的第一满足信号。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述连接状态控制单元顺序地控制所述预充电接触器和所述主接触器处于闭合状态，并且将所述开关定位在所述第二端子处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承珉，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：