一种电池簇及其储能系统技术方案

本发明专利技术实施方式公开了一种电池簇及其储能系统。该电池簇包括：第一级弧闪保护器和n个用于储存电能的电池包；第一级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第一时间内断开相应电池包之间的连接；电池包包括第三级弧闪保护器和电芯，第三级弧闪保护器与电芯串联，第三级弧闪保护器的第一端与电芯的阳极连接；第三级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第三时间内断开电芯之间的连接。通过上述方式，本发明专利技术通过设置多级短路保护点，能够在更短时间内分断短路电流，并实现有效灭弧，提高短路电流分断的可靠性，减少弧闪能量。多级保护点的结构在任一级保护点出现故障时，仍能实现分断短路电流，进一步提高了储能系统的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种电池簇及其储能系统


[0001]本专利技术实施方式涉及电池储能领域，特别是涉及一种电池簇及其储能系统。

技术介绍

[0002]电池储能技术可平滑可再生能源发电出力，提升分布式可再生能源的消纳，为电力负荷削峰填谷提供有效手段，近些年在电力系统中得到了快速推广应用。尽管电池储能具有诸多优势，但其电池储能系统在工程实际应用中存在的最大障碍是电池的安全性问题，当单体电池或电池组在过充、短路、冲压、穿刺、振动和高温热冲击等滥用条件下使用，或电池外部回路短路，故障不能快速隔离时，极易发生燃烧，甚至是爆炸等不安全行为，从而对储能电站造成不可挽回的损失。目前国内外已发生多起内部或外部故障引起储能电池爆炸事件，造成人员伤亡财产损失，储能安全问题仍未能得到有效解决。
[0003]在现有的分级保护装置中，分别有pack级，簇级和舱级保护，然而在发生短路情况时，需要依赖于对回路电压，电流等信号的检测，并通过传输的数据进行判断，系统会造成一定延迟，且系统复杂，可靠性不能保证，一旦信号采集出现偏差和故障，对整个系统的保护将会失效，造成火灾等大事故。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是：提供一种电池簇，包括：第一级弧闪保护器和n个用于储存电能的电池包；当n为偶数时，第一级弧闪保护器设置在第n/2个电池包和第(n/2)+1个电池包之间；当n为奇数时，第一级弧闪保护器设置在第（n
‑
1）/2个电池包和第(n+1)/2个电池包之间；第一级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第一时间内断开相应电池包之间的连接；电池包包括第三级弧闪保护器和电芯，第三级弧闪保护器与电芯串联，第三级弧闪保护器的第一端与电芯的阳极连接；第三级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第三时间内断开电芯之间的连接。
[0005]在一些实施例中，第一级弧闪保护器为第一熔断器，第三级弧闪保护器为第三熔断器。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种储能系统，包括：变流设备、第四级弧闪保护器、直流母线和若干条直流干路，其中，第四级弧闪保护器的第一端连接至变流设备的直流侧，第四级弧闪保护器的第二端连接至直流母线；第四级弧闪保护器用于在储能系统发生短路时，于第四时间内断开变流设备和直流母线之间的连接；直流干路包括第二级弧闪保护器，以及如上所述的电池簇；第二级弧闪保护器的第一端连接至直流母线，第二级弧闪保护器的第二端连接至电池簇；第二级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第二时间内断开相应电池簇和直流母线之间的连接。
[0007]在一些实施例中，直流干路还包括第二隔离开关和高压直流接触器，其中，第二隔离开关的第一端连接至直流母线，第二隔离开关的第二端连接至高压直流接触器的第一端，高压直流接触器的第二端连接至第二级弧闪保护器的第一端。
[0008]在一些实施例中，直流干路还包括手动维修保护开关和电压采样点，其中，手动维修保护开关的第一端连接至第二级弧闪保护器的第二端，手动维修保护开关的第二端连接至电池簇；电压采样点设置在第二级弧闪保护器和手动维修保护开关之间。
[0009]在一些实施例中，第四级弧闪保护器包括第一隔离开关和第四熔断器，其中，第一隔离开关的第一端连接至变流设备的直流侧，第一隔离开关的第二端连接至第四熔断器的第一端，第四熔断器的第二端连接至直流母线。
[0010]在一些实施例中，第一时间小于第二时间，第二时间小于第三时间，第三时间小于第四时间。
[0011]在一些实施例中，第四级弧闪保护器为断路器。
[0012]在一些实施例中，第二级弧闪保护器为第二熔断器。
[0013]在一些实施例中，第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器和第四熔断器均为aR类型熔断器。
[0014]本专利技术实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施方式通过设置多级短路保护点，不需要通过信号的检测和反馈，最低能够在0.1ms内分断短路电流，并实现有效灭弧。提高了短路电流分断的可靠性，缩短了短路电流的故障消除时间，减少了弧闪能量。多级保护点的结构在任一级保护点出现故障时，仍能实现分断短路电流，进一步提高了储能系统的安全性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施方式提供的一种电池簇的结构示意图；图2是本专利技术实施方式提供的第一种储能系统的结构示意图；图3是本专利技术实施方式提供的第二种储能系统的结构示意图；图4是本专利技术实施方式提供的第三种储能系统的结构示意图；图5是本专利技术实施方式提供的一种第四级弧闪保护器的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语
ꢀ“
上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0017]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0018]此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成
冲突就可以相互结合。
[0019]针对现有电池储能系统短路保护可靠性不高，可维护性不好和电池储能系统保护复杂且不注意弧闪能量安全性的情况下，本专利技术提供了一种电池簇，其结构示意图如图1所示。电池簇包括电池簇320包括第一级弧闪保护器322和n个串联的电池包321，电池包321用于储存电能。其中，第二级弧闪保护器322的第二端连接至第一个电池包321，电池簇320中包括至少2个电池包。
[0020]当n为偶数时，第一级弧闪保护器322设置在第n/2个电池包321和第(n/2)+1个电池包321之间；当n为奇数时，第一级弧闪保护器322设置在第（n
‑
1）/2个电池包321和第(n+1)/2个电池包321之间。
[0021]第一级弧闪保护器322用于在相应直流干路发生短路时，于第一时间内断开相应电池包321之间的连接。需要说明的是，第一时间取决于第一级弧闪保护器322的类型以及参数。
[0022]在本申请的一些实施例中，第一级弧闪保护器322为第一熔断器，且第一熔断器的故障清除时间在0.1ms内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池簇，其特征在于，包括：第一级弧闪保护器和n个用于储存电能的电池包；当n为偶数时，所述第一级弧闪保护器设置在第n/2个电池包和第(n/2)+1个电池包之间；当n为奇数时，所述第一级弧闪保护器设置在第（n
‑
1）/2个电池包和第(n+1)/2个电池包之间；所述第一级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第一时间内断开相应电池包之间的连接；所述电池包包括第三级弧闪保护器和电芯，所述第三级弧闪保护器与所述电芯串联，所述第三级弧闪保护器的第一端与所述电芯的阳极连接；所述第三级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第三时间内断开电芯之间的连接。2.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述第一级弧闪保护器为第一熔断器，所述第三级弧闪保护器为第三熔断器。3.一种储能系统，其特征在于，包括：变流设备、第四级弧闪保护器、直流母线和若干条直流干路，其中，所述第四级弧闪保护器的第一端连接至所述变流设备的直流侧，所述第四级弧闪保护器的第二端连接至所述直流母线；所述第四级弧闪保护器用于在所述储能系统发生短路时，于第四时间内断开所述变流设备和所述直流母线之间的连接；所述直流干路包括第二级弧闪保护器，以及如权利要求1或2所述的电池簇；所述第二级弧闪保护器的第一端连接至所述直流母线，所述第二级弧闪保护器的第二端连接至所述电池簇；所述第二级弧闪保护器用于在相应直流干路发生短路时，于第二时间内断开相应电池簇和所述直流母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖荣，
申请(专利权)人：深圳市首航新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：