本申请提供一种储能装置以及储能系统，储能装置中包括至少一个电池簇和至少一个簇熔断器，电池簇包括串联的多个电池包，每个电池包包括电池及断路器，断路器连接电池的正极与电池包的正极或者连接电池负极与电池包的负极，响应于电池簇中任一电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，电池簇中至少一个断路器断开。利用本申请提供的储能装置，在不增加系统成本的前提下，能实现对每个电池的维护隔离以及故障保护。离以及故障保护。离以及故障保护。
【技术实现步骤摘要】
一种储能装置以及储能系统
[0001]本申请涉及电子电力技术，特别涉及一种储能装置以及储能系统。
技术介绍
[0002]目前，光伏发电、风力发电需要储能系统对电网进行调峰调频。储能系统通过变流器连接到电网。储能系统包括电池簇，电池簇包括电池。电池通过高防护等级的连接器以及电池熔断器连接，电池簇通过簇熔断器或断路器与变流器连接路。其中，高防护等级的连接器用于保证安装或维护人员的安全。电池熔断器可以通过分断的方式对出现故障的电池进行隔离，以保证其他电池正常工作。
[0003]然而，现有技术提供的储能装置难以可靠应对电池出现非金属性短路但短路点电阻不为零、或者多个以上的电池对机壳或外壳同时出现绝缘故障等风险场景。有鉴于此，需要提供一种储能装置，在不增加成本的前提下，实现对每个电池的维护隔离及故障保护。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种储能装置及储能系统，能在不增加成本的前提下，实现对每个电池的维护隔离及故障保护。
[0005]第一方面，本申请提供的储能装置包括至少一个电池簇。电池簇包括依次串联的多个电池包。至少一个电池包包括电池及断路器。断路器用于响应于电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，断开电池的正极与电池包的正极之间的连接或电池负极与电池包的负极之间的连接。
[0006]电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，说明电池出现了非金属性短路故障，电池簇中至少一个断路器断开后，能对出现非金属性短路故障的电池实现隔离。相比于现有设计中通过与电池连接的熔断器进行分断，其需要在电池的充电电流或放电电流高于电池包中的熔断器额定电流的一定倍数时才可以对出现短路故障的电池进行隔离的缺点。本申请提供的储能装置可以实现在电池出现非金属性短路故障时实现保护，避免了无法可靠分断，造成电池炸裂起火风险的安全问题。
[0007]一种实施方式中，响应于电池簇的正极对地电阻值或电池簇的负极对地电阻值小于设定对地电阻阈值，电池簇中至少一个断路器断开；或者响应于水浸传感器输出的水浸电流检测信号或水浸电压检测信号，电池簇中至少一个断路器断开。
[0008]本申请提供的储能装置不但能实现非金属性短路故障的实时保护，还可以实现对多个电池簇中电池包实现绝缘检测的保护，绝缘检测电路检测到检测电池簇的正极对地电阻值以及电池簇的负极对地电阻值小于设定对地电阻阈值后，判断出现多重接地故障，电池簇中至少一个断路器断开，避免多重接地故障导致多个电池短路。此外，配合位于电池包中的水浸传感器，在水浸传感器检测到电池处于浸水状态时，基于水浸传感器输出的水浸电流检测信号或水浸电压检测信号，电池簇中至少一个断路器断开，避免水浸电池导致的电池短路或安全事故。
[0009]一种实施方式中，储能装置包括一个簇熔断器，电池簇的正极或负极中的一个通过簇熔断器传输充电电流或放电电流。
[0010]一种实施方式中，断路器连接电池正极与电池包的正极，电池簇的负极与簇熔断器连接。
[0011]一种实施方式中，储能装置包括第一簇开关和第二簇开关。断路器连接电池正极与电池包的正极，电池簇的负极通过簇熔断器及第一个簇开关传输充电电流或放电电流，电池簇的正极通过第二簇开关传输充电电流或放电电流。
[0012]采用上述结构，在簇熔断器连接电池簇连接正端时，每个电池簇的负极连接电池簇连接负端。因此，相比于现有的系统拓扑结构，在减少簇熔断器的前提下，仍能实现簇熔断限流保护。
[0013]一种实施方式中，断路器连接电池负极与电池包的负极，电池簇的正极与簇熔断器连接。
[0014]一种实施方式中，储能装置包括第一簇开关和第二簇开关。断路器连接电池负极与电池包的负极，电池簇的正极通过簇熔断器及第二个簇开关传输充电电流或放电电流，电池簇的负极通过第一簇开关传输充电电流或放电电流。采用上述两种结构，在簇熔断器连接电池簇连接负端时，每个电池簇的正极连接电池簇连接正端。因此，相比于现有的系统拓扑结构，在减少簇熔断器的前提下，仍能实现簇熔断限流保护。
[0015]一种实施方式中，依次串联的多个电池包的首个电池包的正极为电池簇的正极，尾个电池包的负极为电池簇的负极，相邻的电池包之间上一个电池包的负极与下一个电池包的正极连接。
[0016]一种实施方式中，相邻的电池包之间通过铜排、铝排以及螺钉中的至少一种或多种连接介质连接。由于每个电池包均可以单独实现断路，相比于现有拓扑结构各个电池包之间连接的路径上通过设置的高防护等级连接器来防止误触问题，本申请为了节省成本，在相邻的电池包之间可以通过铜排、铝排以及螺钉中的至少一种或多种连接介质连接。
[0017]一种实施方式中，响应于至少一个电池包中任意一个电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，至少一个电池包中至少一个断路器断开。
[0018]一种实施方式中，储能装置包括绝缘检测电路、水浸传感器或电流检测电路中的至少一个。其中，绝缘检测电路用于检测电池簇的正极对地电阻值以及电池簇的负极对地电阻值。水浸传感器用于输出水浸电流检测信号或水浸电压检测信号。电流检测电路用于检测电池的充电电流或放电电流。
[0019]电流检测电路可以为电流互感器，绝缘检测电路可以通过检测电池簇的正极与电池簇的负极之间的电流以及电压，检测电池簇的正极对地电阻值以及电池簇的负极对地电阻值。水浸传感器可以分别安装在每个电池包内，当有液体浸润到水浸传感器的表面时，由于遇水导电材料的吸附会使该两根导线之间的电阻立即变小，其触发浸水情况的告警，输出水浸电流检测信号或水浸电压检测信号。电池包中还可以包括湿度传感器，用于检测电池包的内部湿度，当内部湿度大于设定湿度阈值时，确定储能装置中存在水浸风险。
[0020]为了实现对断路器的控制，作为一种可能的实施方式，储能装置包括控制器，控制器响应于电池簇的正极对地电阻值或电池簇的负极对地电阻值小于设定对地电阻阈值，控制电池簇中至少一个断路器断开；或者控制器响应于水浸传感器输出的水浸电流检测信号
或水浸电压检测信号，电池簇中至少一个断路器断开。
[0021]一种实施方式中，响应于电池簇中任一电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，在断路延时后控制电池簇中至少一个断路器断开。在断路延时后控制电池簇中至少一个断路器断开，配合了簇熔断器的限流保护特性，能实现各个断路器和簇熔断器之间的选择性保护，既能防止故障的扩大化，又避免了所有断路器处于断路状态。
[0022]电池在出现故障时会释放氢气或一氧化碳等易燃易爆气体，若此时伴有熔断器或其他分断器件所产生的分断电弧可能会引爆电池周围易燃易爆气体。
[0023]一种实施方式中，电池包包括电池包腔体，电池以及断路器置于电池包腔体内部，断路器包括动静触头以及密闭腔体，密闭腔体置于电池包腔体内部，动静触头置于密闭腔体内。
[0024]一种实施方式中，密闭腔体的内部还可以设置有灭弧结构，灭弧结构中可以包括多个灭弧栅片，灭弧栅片可将电弧从静触头或动触头引入灭弧栅片，以达到灭弧目的。电池包和断路器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括至少一个电池簇，所述电池簇包括依次串联的多个电池包，至少一个所述电池包包括电池及断路器，所述断路器用于：响应于所述电池的充电电流或放电电流高于设定电流阈值，断开所述电池的正极与电池包的正极之间的连接或所述电池负极与电池包的负极之间的连接。2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述断路器用于：响应于所述电池簇的正极对地电阻值或所述电池簇的负极对地电阻值小于设定对地电阻阈值，断开所述电池的正极与电池包的正极之间的连接或所述电池负极与电池包的负极之间的连接；或者响应于水浸传感器输出的水浸电流检测信号或水浸电压检测信号，断开所述电池的正极与电池包的正极之间的连接或所述电池负极与电池包的负极之间的连接。3.根据权利要求1或2所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置包括一个簇熔断器，所述电池簇的正极或负极中的一个通过所述一个簇熔断器传输充电电流或放电电流。4.根据权利要求1
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3任一所述的储能装置，其特征在于，所述断路器连接所述电池正极与电池包的正极，所述电池簇的负极与所述簇熔断器连接；或者所述断路器连接所述电池负极与电池包的负极，所述电池簇的正极与所述簇熔断器连接。5.根据权利要求4所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置包括第一簇开关和第二簇开关，其中：所述断路器连接所述电池正极与电池包的正极，所述电池簇的负极通过所述簇熔断器及所述第一个簇开关传输充电电流或放电电流，所述电池簇的正极通过所述第二簇开关传输充电电流或放电电流；或者，所述断路器连接所述电池负极与电池包的负极，所述电池簇的正极通过所述簇熔断器及所述第二个簇开关传输充电电流或放电电流，所述电池簇的负极通过所述第一簇开关传输充电电流或放电电流。6.根据权利要求1
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5任一所述的储能装置，其特征在于，所述依次串联的多个电池包的首个电池包的正极为所述电池簇的正极，尾个电池包的负极为所述电池簇的负极，相邻的两个所述电池包之间一个所述电池包的负极与另一个所述电池包的正极连接。7.根据权利要求1
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6任一所述的储能装置，其特征在于，所述依次串联的多个电池包中相邻的两个电池包中一个电池包的正极和另一个电池包的负极通过铜排、铝排以及螺钉中的至少一种或多种连接介质连接。8....
【专利技术属性】
技术研发人员：张秀锋，张春雷，孙吉升，杨灵坚，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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