基于PWM的短路检测方法和储能系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于PWM的短路检测方法和储能系统，包括步骤S1:电池管理系统上电，分别采集电池组和储能变流器的电压；S2:判断所述储能变流器的电压是否等于所述电池组的电压，若是，则执行步骤S3,若否，则执行步骤S4；S3:通过PWM控制放电开关开启，并在预设时间内采集所述储能变流器的电压,获取所述储能变流器的电压变化值，然后执行步骤S5；S4：关闭所述放电开关；S5:判断所述电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，则执行步骤S6,若否，则执行步骤S7；S6:视为所述储能变流器存在短路故障，执行步骤S4；S7：视为所述储能变流器无短路故障，保持所述放电开关开启。通过设置PWM占空比来控制放电开关的开启，降低放电开关损坏风险。降低放电开关损坏风险。降低放电开关损坏风险。

【技术实现步骤摘要】
基于PWM的短路检测方法和储能系统


[0001]本专利技术涉及储能领域，尤其涉及基于PWM的短路检测方法和储能系统。

技术介绍

[0002]储能系统通常由电池组、BMS(电池管理系统)、PCS(储能变流器)和交流市电等部分组成，PCS可通过交流市电供电启动工作，并给BMS发送指令，由BMS控制电池主回路上的充放电开关开启，导通充放电线路，从而实现交流市电对电池充电，或者电池对外部负载放电。在无交流市电的离网状态下，PCS失去供电电源，无法启动工作，便无法给BMS发送指令，使电池给外部负载供电，此时需要黑启动操作，让BMS控制电池主回路的放电开关开启，导通放电线路，由电池组向PCS供电，进而使整个储能系统可以正常启动工作。但PCS未启动时，BMS与外界没有通信，此时直接开启放电开关，使放电线路闭合导通，若储能变流器存在短路故障情况，会有很大的短路电流，导致系统损坏甚至起火爆炸。
[0003]为了解决上述问题，目前的做法是在BMS上电后，先检测与PCS之间有没有建立通讯，如果没有检测到通讯，先开启放电开关一段时间并进行检测，如果检测到很大的电流，则认为储能变流器PCS存在短路故障，随即关闭放电开关，断开放电线路，同时上报短路保护信息。
[0004]现有技术中，还需要增加大功率TVS二极管来吸收短路保护时产生的能量，以防止放电开关损坏，成本增加；每次短路保护时，TVS二极管及放电开关都需要承受较大的能量冲击，影响使用寿命。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于PWM的短路检测方法和储能系统，实现在储能变流器在短路故障时，降低放电开关损坏风险。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于PWM的短路检测方法，应用于储能系统，包括步骤：
[0007]S1：电池管理系统上电，分别采集电池组和储能变流器的电压；
[0008]S2：判断所述储能变流器的电压是否等于所述电池组的电压，若是，则执行步骤S3,若否，则执行步骤S4；
[0009]S3：通过PWM控制放电开关开启，并在预设时间内采集所述储能变流器的电压,获取所述储能变流器的电压变化值，然后执行步骤S5；
[0010]S4：关闭所述放电开关；
[0011]S5：判断所述电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，则执行步骤S6,若否，则执行步骤S7；
[0012]S6：视为所述储能变流器存在短路故障，执行步骤S4；
[0013]S7：视为所述储能变流器无短路故障，保持所述放电开关开启。
[0014]优选地，通过预设的PWM占空比来控制所述放电开关的开启或关闭，所述PWM占空
比为百分之一、千分之一和万分之一中的一种。
[0015]优选地，所述电池管理系统上电后，还包括步骤：检测与所述储能变流器之间有无通讯信号，若没有，则分别采集所述电池组和所述储能变流器的电压；若有，则直接控制所述放电开关开启。
[0016]优选地，所述放电开关为MOS管。
[0017]优选地，所述预设时间为10ms～100ms之间。
[0018]优选地，所述预设电压阈值为1V。
[0019]优选地，在步骤S1中，采集所述电池组的电压为其正极端的电压，采集所述储能变流器的电压为其负极端的电压。
[0020]优选地，在步骤S6之后，还包括步骤：上报短路保护信息至人机界面。
[0021]本专利技术还提供一种储能系统，包括储能变流器、电池组和电池管理系统，所述电池组和储能变流器通过放电开关连接，所述电池管理系统包括：采集模块，用于采集所述电池组和储能变流器的电压；检测模块，用于判断所述电池组的电压是否等于所述储能变流器的电压，以及判断所述储能变流器的电压变化值是否小于预设电压阈值；PWM控制电路，用于根据预设的占空比来控制所述放电开关的启动和关闭；控制单元，用于执行上述任一项所述的基于PWM的短路检测方法。
[0022]与现有技术相比，本专利技术之技术方案具有以下优点：通过设置较小的PWM占空比来控制放电开关的开启，缩短放电开关的导通闭合时间，短路电流也较小，因此不需要承受较大的电应力，降低损坏风险，延长使用寿命。
附图说明
[0023]图1是本专利技术基于PWM的短路检测方法实施例的流程示意图；
[0024]图2是本专利技术储能系统的实施例示意图。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0026]为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。
[0027]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0028]请参考图1，是本专利技术基于PWM的短路检测方法实施例的流程示意图，其步骤如下：
[0029]S1：BMS上电，分别采集电池组和PCS的电压；
[0030]S2：判断PCS的电压是否等于电池组的电压,若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；
[0031]S3:通过PWM控制放电开关开启，并在预设时间内持续采集PCS的电压，获取PCS的电压变化值，然后执行步骤S5；
[0032]S4:关闭所述放电开关；
[0033]S5:判断PCS的电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，执行步骤S6；若否，执行步骤S7；
[0034]S6：视为PCS存在短路故障，执行步骤S4；
[0035]S7：视为PCS无短路故障，保持放电开关开启。
[0036]请参考图2，是本专利技术提供的储能系统的实施例示意图。本实施例中，BMS采集的是电池组正极端的电压B+和PCS负极端的电压P
‑
，放电开关为放电MOS管K1。BMS刚上电时，由于PCS内部有电容C1，电容C1两端电压接近于0V，通过采集P
‑
的电压，会发现P
‑
等于B+，此时需要开启放电MOS管K1来给PCS供电。但PCS若存在短路故障，也会出现P
‑
等于B+的情形，此时直接开启放电MOS管K1，会造成电池短路。
[0037]因此，本专利技术在BMS刚上电时，先采集电池组电压B+和PCS的电压P
‑
，若判断出P
‑
不等于B+，BMS直接控制放电开关1关闭，断开电池组与PCS之间的放电电路；若判断出P
‑
等于B+的情况，则先通过PWM波去控制放电MOS管K1开启，使电池组向PCS供电，此时PCS的电压会产生变化，BMS则持续采集PCS的电压，在预设的时间内，计算本次采集的电压值与上一次采集的电压值之间的差值，获得PCS的电压变化值，如果该电压变化值小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PWM的短路检测方法，应用于储能系统，其特征在于，包括步骤：S1：电池管理系统上电，分别采集电池组和储能变流器的电压；S2：判断所述储能变流器的电压是否等于所述电池组的电压，若是，则执行步骤S3,若否，则执行步骤S4；S3：通过PWM控制放电开关开启，并在预设时间内采集所述储能变流器的电压,获取所述储能变流器的电压变化值，然后执行步骤S5；S4：关闭所述放电开关；S5：判断所述电压变化值是否小于预设电压阈值，若是，则执行步骤S6,若否，则执行步骤S7；S6：视为所述储能变流器存在短路故障，执行步骤S4；S7：视为所述储能变流器无短路故障，保持所述放电开关开启。2.根据权利要求1所述的基于PWM的短路检测方法，其特征在于，通过预设的PWM占空比来控制所述放电开关的开启或关闭，所述PWM占空比为百分之一、千分之一和万分之一中的一种。3.根据权利要求1所述的基于PWM的短路检测方法，其特征在于，所述电池管理系统上电后，还包括步骤：检测与所述储能变流器之间有无通讯信号，若没有，则分别采集所述电池组和所述储能变流器的电压；若有，则直接控制所述放电开关开启。4.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，李小龙，
申请(专利权)人：杭州协能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：