【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，尤其涉及一种电池包和储能系统。
技术介绍
1、逆变器可以与电池包、光伏单元或交流电网等构成供电系统。电池包由可以充电和放电的储能电池构成。在该供电系统中，逆变器可基于光伏单元或交流电网提供的电能启动工作，进行电压转换，实现利用光伏单元或交流电网为电池包充电，以及利用电池包为负载供电等。
2、在无光伏单元供电和无交流电网供电的情况下，逆变器无法从光伏单元或交流电网获得电能以实现正向启动工作。此时需要电池包黑启动为逆变器提供电力供应，使得逆变器能启动工作。
3、一般在控制电池包黑启动的系统中，需要额外增加黑启动模块器件如黑启动电源等，成本较高。
技术实现思路
1、本申请提供了一种电池包和储能系统，在实现黑启动的同时能够降低电池包成本。
2、第一方面，本申请提供了一种电池包，该电池包用于向逆变器供电，电池包包括电池、变换电路和黑启动电路。变换电路用于通过功率母线连接逆变器。该变换电路可用于从功率母线获得电能为电池充电，以及将电池中存储的电能释放至功率母线。黑启动电路包括第一辅助电源、第一电容、开关模块、隔离开关和控制模块，开关模块的第一端连接电池，开关模块的第二端连接第一辅助电源的第一输入端，开关模块的控制端连接隔离开关的第一端，隔离开关的第二端连接电池的正极，第一电容连接于第一辅助电源的第一输入端和第二输入端之间，第一辅助电源的第二输入端和电池的负极连接参考地。控制模块可用于在通电且功率母线的电压小于第一阈值时，控制变换电路将电池
3、这里，黑启动信号是在逆变器无供电电源的情况下产生的，此时该逆变器需要从电池包连接的功率母线中获得电能，开始启动工作。该黑启动信号可以包括近端信号或远端信号，该近端信号是指可手动操作的黑启按钮被触发导通产生的信号，该远端信号在收到黑启动控制指令时产生，该黑启动控制指令可以由逆变器或储能系统相关的控制器发出。第一辅助电源可以是直流(direct current,dc)/dc变换器等。隔离开关可用于将控制信号(如黑启动信号)与功率电路(如电池与控制模块之间的电路)进行隔离，以实现有效的电气隔离，提高系统的稳定性和安全性。上述预设电压大于第一辅助电源的启动电压。
4、本申请中，在电池包中的隔离开关接收到黑启动信号后，开关模块导通，使得电池的能量能通过导通的开关模块和第一电容传递给第一辅助电源，第一辅助电源上电后可为控制模块供电。控制模块检测到功率母线电压较低后控制变换电路将电池的能量输出至功率母线。这样，逆变器可从功率母线中获得电能启动工作，完成了黑启动。在该电池包中，通过设置隔离开关和开关模块，可使得第一辅助电源从电池获得电能，为控制模块供电，在实现黑启动功能时无需额外增加其他电源，成本低，操作简单。
5、在一种可行的实现方式中，上述黑启动电路中的开关模块可以包括主开关、黑启开关和稳压单元；主开关的第一端和第二端分别连接开关模块的第一端和第二端，主开关的控制端连接黑启开关的第二端，黑启开关的控制端连接稳压单元的输出端，黑启开关的第一端和稳压单元的公共端连接参考地，稳压单元的输入端连接开关模块的控制端。稳压单元可用于在隔离开关导通时，输出第一电压信号以驱使黑启开关导通。黑启开关可用于在导通时使主开关的控制端接收到第二电压信号。主开关可用于在主开关的控制端接收到第二电压信号时导通以使电池与第一电容之间的通路导通。具体的，主开关和黑启开关可以为各种可控开关，如三极管、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，igbt)，或者金属氧化物半导体场效应晶体管(metallic oxidesemiconductor field effect transistor，mosfet)等。该黑启开关可在控制端接收到高电平信号时导通。该主开关可在控制端接收到低电平信号时导通。
6、这样，在该电池包中，黑启动电路中的隔离开关、黑启开关、主开关和稳压单元共同作用，隔离开关接收到黑启动信号时导通，使得稳压单元输出合适的电压以驱使黑启开关导通，黑启开关导通后可使得主开关导通，从而使得电池通过第一电容为第一辅助电源供电，第一辅助电源上电后可为控制模块供电，控制模块可使得电池经存储的能量通过功率母线输出给逆变器，实现黑启动。该黑启动电路的结构简单，操作方便，也无需在电池包中增加额外的控制器或电源，可提高黑启动过程的可靠性，降低成本。
7、在一种可行的实现方式中，电池包还包括第二辅助电源、第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极连接主开关的第二端，第一二极管的负极和第二二极管的负极均连接第一辅助电源的第一输入端，第二二极管的正极连接第二辅助电源的第一输出端，第二辅助电源的第二输出端连接参考地，第二辅助电源的输入端连接功率母线。第二辅助电源可用于在第二辅助电源的输出电压大于电池的输出电压时，为第一电容充电，使得第一电容的电压达到预设电压后为第一辅助电源供电。这里，第二辅助电源也可为dc/dc变换器，第二辅助电源的输出电压高于第一辅助电源的输出电压。通过设置对顶的两个二极管，并使得两个二极管的正极分别连接第二辅助电源和电池，可以使得第二辅助电源和电池竞争为第一辅助电源供电，从而保证控制模块工作时始终能获得电能，该结构简单，操作简便，成本低。
8、在一种可行的实现方式中，黑启动电路还包括休眠开关，休眠开关的第一端和第二端分别连接黑启开关的第一端和第二端。黑启动信号持续预设时长后终止，黑启动信号终止时，黑启开关关断。控制模块还用于在黑启开关导通后的预设时长内控制休眠开关导通，以使主开关的控制端接收到第二电压信号。休眠开关可为可控开关如继电器、直流接触器、三极管、igbt、mosfet等。这样，通过设置休眠开关，并通过控制休眠开关的状态使得主开关导通或关断，进而使得电池能提供电能或者切断供电，从而能在合适时机通过控制休眠开关切断电池供电，避免电池持续放电导致电量放亏，操作简单，成本低。
9、在一种可行的实现方式中，控制模块还用于在电池的电压小于第二阈值以及休眠开关处于导通状态的情况下，控制休眠开关关断。主开关还用于在休眠开关和黑启开关均处于关断状态时关断，以使电池与第一电容之间的通路断开。这样，通过控制休眠开关使得电池包进入休眠状态，可保证电池电量低时不会因自耗电等导致电量放亏，降低了电池损坏的可能性，进而可保证下一次黑启动能够可靠进行，提高了系统的可靠性。
10、在一种可行的实现方式中，电池包还包括第二辅助电源和切换开关；第二辅助电源用于将功率母线上的电能通过第一电容传输给第一辅助电源；切换开关用于在导通第一电容和电池的电连接时，断开第二辅助电源与第一电容的电连接，或者，在断开第一电容与电池本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池包，其特征在于，用于向逆变器供电，所述电池包包括电池、变换电路和黑启动电路；
2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述开关模块包括主开关、黑启开关和稳压单元；所述主开关的第一端和第二端分别连接所述开关模块的第一端和第二端，所述主开关的控制端连接所述黑启开关的第二端，所述黑启开关的控制端连接所述稳压单元的输出端，所述黑启开关的第一端和所述稳压单元的公共端连接所述参考地，所述稳压单元的输入端连接所述开关模块的控制端；
3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括第二辅助电源、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接所述主开关的第二端，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极均连接所述第一辅助电源的第一输入端，所述第二二极管的正极连接所述第二辅助电源的第一输出端，所述第二辅助电源的第二输出端连接所述参考地，所述第二辅助电源的输入端连接所述功率母线；
4.如权利要求2或3所述的电池包，其特征在于，所述黑启动电路还包括休眠开关，所述休眠开关的第一端和第二端分别连接所述黑启开关的第一端和第二端；
5.如
6.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括第二辅助电源和切换开关；
7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述黑启动信号持续预设时长后终止；
8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述控制模块还用于在所述电池的电压小于第二阈值且所述切换开关导通所述电池与所述第一电容的电连接的情况下，控制所述切换开关断开所述电池与所述第一电容的电连接。
9.如权利要求6-8任一项所述的电池包，其特征在于，所述第二辅助电源用于在所述切换开关导通所述第二辅助电源和所述第一电容的电连接，以及所述功率母线的电压大于第三阈值的情况下为所述第一电容充电，使得所述第一电容的电压达到所述预设电压后为所述第一辅助电源供电，所述第三阈值大于所述第一阈值。
10.如权利要求1-9任一项所述的电池包，其特征在于，所述隔离开关包括光耦或数字隔离器。
11.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统中包括多个如权利要求1-10任一项所述的电池包；
...【技术特征摘要】
1.一种电池包，其特征在于，用于向逆变器供电，所述电池包包括电池、变换电路和黑启动电路；
2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述开关模块包括主开关、黑启开关和稳压单元；所述主开关的第一端和第二端分别连接所述开关模块的第一端和第二端，所述主开关的控制端连接所述黑启开关的第二端，所述黑启开关的控制端连接所述稳压单元的输出端，所述黑启开关的第一端和所述稳压单元的公共端连接所述参考地，所述稳压单元的输入端连接所述开关模块的控制端；
3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括第二辅助电源、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接所述主开关的第二端，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极均连接所述第一辅助电源的第一输入端，所述第二二极管的正极连接所述第二辅助电源的第一输出端，所述第二辅助电源的第二输出端连接所述参考地，所述第二辅助电源的输入端连接所述功率母线；
4.如权利要求2或3所述的电池包，其特征在于，所述黑启动电路还包括休眠开关，所述休眠开关的第一端和第二端分别连接所述黑启开关的第一端和第二端；
5.如权利要求4所述的电池包，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘洋波，
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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