储能电池组串监测及动态均衡装置制造方法
【专利摘要】储能电池组串监测及动态均衡装置，其特征是，由储能电池组间均衡单元A（1）及储能电池串内均衡单元B（2）构成；储能电池组间均衡单元A（1）与储能电池串内均衡单元B（2）采用采用通信接口进行信息交换，及由均衡接口进行电气串连。本装置能自动采集储能电池的电压、温度及报警等信息，实现对储能电池组串性能的动态监测；并能根据储能电池的指标状态，动态进行不同组串间的电池电量的均衡。尤其是能较好解决储能电池单体初始状态存在差异时的电量均衡问题，具有良好的应用前景。
【专利说明】储能电池组串监测及动态均衡装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及分布式发电及储能领域的控制装置，特指储能电池组串监测及动态均衡装置。
【背景技术】
[0002]储能电池作为一种很具有应用前景的器件，现已在储能电站、电动汽车中开始应用。但对于一定数量的储能电池串联应用时，由于储能电池单体性能上存在差异，尤其是储能电池单体的初始状态存在差异时，电池组串间的电量动态均衡能力直接关系到储能电池整体的运行水平。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的正是为了解决上述不足，而提出一种储能电池组串监测及动态均衡装置，它具有对储能电池单体的电压信号采集、温度信号采集、报警信息采集、串内均压控制，及在不同电池组间进行电量均衡的功能。
[0004]本实用新型的功能是通过如下技术方案来实现的:
[0005]储能电池组串监测及动态均衡装置，本实用新型特征是，由储能电池组间均衡单元A及储能电池串内均衡单元B构成；储能电池组间均衡单元A与储能电池串内均衡单元B采用采用通信接口进行信息交换，及由均衡接口进行电气串连；其中:
[0006]储能电池组间均衡单元A包括多路开关、可控缓冲电路，及用于与储能电池串内均衡单元B相连的均衡接口 A、通信接口 A ;其中均衡接口 A与多路开关串接，多路开关与可控缓冲电路串接；
[0007]储能电池串内均衡单元B包括多路开关、均衡接口 B、通信接口 B、储能体采集与均衡接口 ；其中均衡接口 B与多路开关串接，多路开关与储能体采集与均衡接口串接。
[0008]本实用新型与储能电池组间均衡单元A连接的储能电池串内均衡单元B为一个或一个以上的多个储能电池串内均衡单元。
[0009]本装置能自动采集储能电池的电压、温度及报警等信息，实现对储能电池组串性能的动态监测；并能根据储能电池的指标状态，动态进行不同组串间的电池电量的均衡。尤其是能较好解决储能电池单体初始状态存在差异时的电量均衡问题，具有良好的应用前景。
[0010]下面结合附图及实施例进一步阐述本实用新型内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为储能电池组串监测及动态均衡装置功能及连接图；
[0012]图2为本实用新型实际应用结构示意图。
【具体实施方式】[0013]见图1，储能电池组串监测及动态均衡装置，本实用新型特征是，由储能电池组间均衡单元Al及储能电池串内均衡单元B2构成；储能电池组间均衡单元Al与储能电池串内均衡单元B2采用采用通信接口进行信息交换，及由均衡接口进行电气串连；其中:
[0014]储能电池组间均衡单元Al包括多路开关4、可控缓冲电路7，及用于与储能电池串内均衡单元B2相连的均衡接口 A5、通信接口 A6 ;其中均衡接口 A5与多路开关4串接，多路开关4与可控缓冲电路7串接；
[0015]储能电池串内均衡单元B2包括多路开关4、均衡接口 B5、通信接口 B6、储能体采集与均衡接口 8 ;其中均衡接口 B5与多路开关4串接，多路开关4与储能体采集与均衡接口 8串接。
[0016]本实用新型与储能电池组间均衡单元Al连接的储能电池串内均衡单元B2为一个或一个以上的多个储能电池串内均衡单元2。
[0017]如图1，本微网控制装置应用于对多个储能电池体的信息采集及控制，实现对储能电池单体的电压信号采集、温度信号采集、均压控制、报警信息采集，及在不同电池串间进行电量均衡等。本装置由储能电池组间均衡单元及储能电池串内均衡单元两个部分组成。其中，储能电池组间均衡单元重点实现与不同储能电池串内均衡装置的信息交换，及进行不同组串间电池性能差异程度的计算；储能电池串内均衡单元实现对储能电池单体的电压信号采集、温度信号采集、报警信息采集、串内均压控制。
[0018]两级控制单元间的协调过程如下:同一串内电池的均衡由储能电池串内均衡单元实现，当串内电池的电压差异指标在指定的时间内持续达到阀值detaVl时，启动串内均衡，减小串内电池间电压的差异性；当整个储能电池不同组别之间某两个电池间的电压指标在指定的时间内持续达到阀值detaV2时，由储能电池组间均衡单元启动动态均衡功能，此时储能电池串内均衡功能退出。工作过程为:通过多路开关完成对指定的储能电池单体的选择，然后通过均衡线在储能电池组间均衡单元上将两个电池进行连接，然后控制多路开关及可控缓冲电路中断路器的闭合，实现两个电池间的均衡。随着均衡电路工作，均衡电流持续下降，当电流小于阀值detal时，均衡结束。此时，控制可控缓冲电路中的断路器断开、多路开关断开，两个电池间无电气连接。最后，将控制权交给储能电池串内均衡单元，实现串内均衡控制。
[0019]如图2，为本装置的实用示例说明。在一个实际的储能工程中，一般需要将数十只乃到数百只储能电池进行串联，而当出现某些电池在应用过程中更换的情况下，将不能保证电池间初始状态的相近性，从而会影响到电池整体性能的发挥。本装置则能较好地解决这一技术问题。
[0020]在实际应用中本储能电池串内均衡单元一般管理16只储能电池，通过均衡/采集线实现对串内各电池的性能的采集，包括电压信号、温度信号、报警信息。及实现16只电池间的均压控制。储能电池串内均衡单元与储能电池组间均衡单元采用Modbus通信规约进行信息交换，重点上传电池的电压信号，若某只电池出现报警时，闭锁组间的均衡功能。储能电池串内均衡单元一般采用直流24V供电，若供电条件不能满足要求时，另配置一块220VAC转换到24VDC的开关电源，容量不小于50VA。
[0021]储能电池组间均衡单元，实现对不同的储能电池串内均衡单元的管理，最多可管理32个储能电池串内均衡单元，即本装置最大可管理512只储能电池。[0022]储能电池组间均衡单元主要的功能是对不同串间的储能电池单元进行均衡，并监视不同储能电池串内均衡单元的运行状态，当储能电池串内均衡单元出现异常时及时报警并上送报警信息。
[0023]在图2中假设#1储能电池串内均衡单元的第I号电池与#2储能电池串内均衡单元的第16号电池之间的电压差在5分钟内持续大于阀值detaV2，则#1及#2储能电池串内均衡单元退出内部均衡，由储能电池组间均衡单元实现均衡控制。此时，由#1及#2储能电池串内均衡单元内的多路开关分别选中第I号电池和第16号电池，然后通过与储能电池组间均衡单元连接的均衡线，再经均衡接口及多路开关与可控缓冲电路连接，从而形成一个有效的电气链路。储能电池组间均衡单元在判断控制逻辑及操作过程正确无异常后，闭合可控缓冲电路中的断路器，实现两只电池间电压的均衡。
[0024]随着均衡电路工作，均衡电流持续下降，当电流小于阀值detal时，均衡结束。此时，控制可控缓冲电路中的断路器断开，储能电池组间均衡单元的多路开关断开，及两只电池所在的储能电池串内均衡单元中的多路开关断开，这时两个电池间无电气连接。完成组间均衡的全过程。
[0025]最后，将控制权交给储能电池串内均衡单元，恢复到串内均衡控制。
[0026]储能电池组间均衡单元一般采用直流24V供电，若供电条件不能满足要求时，另配置一块220VAC转换到24VDC的开关电源，容量不小于100VA。
【权利要求】
1.储能电池组串监测及动态均衡装置，其特征是，由储能电池组间均衡单元A(I)及储能电池串内均衡单元B (2)构成；储能电池组间均衡单元A (I)与储能电池串内均衡单元B (2)采用采用通信接口进行信息交换，及由均衡接口进行电气串连；其中: 储能电池组间均衡单元A (I)包括多路开关(4)、可控缓冲电路(7)，及用于与储能电池串内均衡单元B (2)相连的均衡接口 A (5)、通信接口 A (6);其中均衡接口 A (5)与多路开关(4)串接，多路开关(4)与可控缓冲电路(7)串接； 储能电池串内均衡单元B (2)包括多路开关(4)、均衡接口 B (5)、通信接口 B (6)、储能体采集与均衡接口(8);其中均衡接口 B (5)与多路开关(4)串接，多路开关(4)与储能体采集与均衡接口(8)串接。
2.根据权利要求1所述的储能电池组串监测及动态均衡装置，其特征是，与储能电池组间均衡单元A (I)连接的储能电池串内均衡单元B (2)为一个或一个以上的多个储能电池串内均衡单元(2)。
【文档编号】H02J7/00GK203553992SQ201320638721
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】苏适, 严玉廷, 刘友宽, 李萍, 杨洋 申请人:云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院, 云南电网公司技术分公司