梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法及装置与流程

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法及装置。


背景技术：

2.随着循环利用，低碳生活的不断普及，梯次利用逐渐在更多的场景中被提及。梯次利用指的是某一个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命，再通过其他办法使其功能全部或部分恢复的持续使用过程，这一工作使产品得到了最大限度的使用，其设计周期得到了延长，为社会创造了经济价值的同时，也为社会减少了垃圾排放品。现有的很多电池梯次利用中，储能系统使用场景较频繁，但是对于电池包来讲，由于其内部电压高，能量密度高，很容易因内部绝缘不良导致电池包出现系统故障从而导致储能效果受损，因此相关技术中提出梯次电池包的绝缘检测方法。然而相关技术中存在如下问题：
3.(1)梯次整包电池利用做储能时，原整包内有绝缘检测装置与电网中性点接地冲突，需增设工频或高频变压器隔离；
4.(2)梯次整包电池利用做储能时，原整包内有绝缘检测装置与其它原整包绝缘装置冲突，需均全部关闭后新增一个绝缘检测装置，同时存在(1)中的问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置，该装置在绝缘检测过程中可实现绝缘故障的精准定位，且在梯次储能系统的应用中无电池包并联冲突，不受电网中性点接地的影响。
6.本发明的第二个目的在于提出一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法。
7.为达到上述目的，本发明第一方面提出一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置，该装置包括：分压电路，连接在所述梯次电池包的第一极与外壳地之间；检测电路，用于在所述梯次储能系统处于工作状态时，检测所述分压电路的电压或电流；控制器，与所述检测电路连接，用于根据所述电压或所述电流，判断所述梯次电池包是否发生绝缘问题。
8.另外，本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置还可以具有如下附加的技术特征：
9.根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：在所述梯次电池包发生绝缘问题时，控制所述梯次储能系统停止工作。
10.根据本发明的一个实施例，所述梯次电池包包括多个串联连接的电池单体，所述控制器还用于：在所述梯次电池包发生绝缘问题时，根据所述电压或所述电流，确定发生绝缘问题的电池单体。
11.根据本发明的一个实施例，所述检测电路包括：微安表，与所述分压电路串联连接，并与所述控制器通信连接，用于在所述储能系统梯次电池包处于工作状态时，检测所述
分压电路的电流。
12.根据本发明的一个实施例，所述控制器具体用于：在所述电流为0时，确定所述梯次电池包未发生绝缘问题；在所述电流不为0时，确定所述梯次电池包发生绝缘问题，并根据所述电流、所述梯次电池包的电压和所述分压电路的阻值，计算绝缘电压，以及根据所述绝缘电压确定发生绝缘问题的电池单体。
13.根据本发明的一个实施例，所述控制器具体用于通过下式计算所述绝缘电压：vd＝v-i*r，其中，vd为所述绝缘电压，v为所述梯次电池包的电压，i为所述电流，r为所述分压电路的阻值。
14.根据本发明的一个实施例，所述检测电路通过rs485通信线与所述控制器连接。
15.根据本发明的一个实施例，所述分压电路包括电阻，所述电阻连接在所述梯次电池包的第一极与外壳地之间，所述电阻的阻值大于等于1mω。
16.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法，该方法用于本发明第一方面实施例中提出的一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置，所述方法包括：在所述梯次储能系统处于工作状态时，检测所述分压电路的电压或电流；根据所述电压或所述电流，判断所述梯次电池包是否发生绝缘问题。
17.另外，本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法还可以具有如下附加的技术特征：
18.根据本发明的一个实施例，在所述梯次电池包发生绝缘问题时，根据所述电压或所述电流，确定发生绝缘问题的电池单体。
19.根据本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法及装置，该装置进行绝缘检测时，在梯次电池包与外壳地之间设置高阻值分压电路，通过设置检测电路检测分压电路的电压或电流，确定梯次电池包内部是否发生绝缘问题，同时在梯次电池包发生绝缘问题时，通过控制器计算绝缘电压并确定发生绝缘问题的电池单体，实现绝缘故障的精准定位；另外该绝缘检测装置在梯次储能系统的应用时，无需在梯次电池包中加入新的绝缘检测装置或电网隔离，使得梯次电池包体积小，且实现成本低。
20.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.图1是本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置的结构示意图；
22.图2是本发明一个示例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置的结构示意图；
23.图3是本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法的流程图；
24.图4是本发明另一些实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法的流程图。
具体实施方式
25.为了解决相关技术提出的梯次电池包在做储能时，进行绝缘检测时原整包内有绝
缘检测装置与电网中性点接地冲突及原整包内有绝缘检测装置与其他原整包绝缘装置冲突，需均全部关闭后新增一个绝缘检测装置带来的实现成本高，梯次电池包体积大等影响，本发明提出一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法及装置，通过微安表和高阻值的分压电路串联，将梯次电池包的正极或负极连接外壳地，测量分压电路的接地电流确认电池包内部绝缘是否发生故障，并在出现绝缘故障时通过计算确定发生绝缘问题的具体位置，实现梯次电池包绝缘故障的精准定位。
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.下面参考附图1-4以及具体的实施方式描述本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法及装置。
28.图1是本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置的结构示意图。
29.如图1所示，梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置100包括：分压电路101、检测电路102、控制器103。
30.参见图1，分压电路101连接在梯次电池包104的第一极105与外壳地106之间。
31.其中，梯次电池包104的第一极105可为梯次电池包104的正极，也可为梯次电池包104的负极。
32.具体地，梯次电池包104的配置可根据实际需要进行灵活设置。示例性地，梯次电池包104可包括串联连接的多个电池单体。
33.可选地，为防止在绝缘检测过程中检测现场的杂散电流影响检测结果，梯次电池包104外壳选择轻质金属外壳，或者也可在梯次电池包104的外壳再设置防护层，由此便可保证待检测的梯次电池包具备良好的屏蔽效果，提高检测结果的可靠性。
34.在本实施例中，分压电路101可选择高阻值分压电路。作为一种可行的实施方式，分压电路101包括电阻，电阻连接在梯次电池包104的第一极105与外壳地106之间，电阻的阻值可大于等于1mω。
35.其中，检测电路102可用于在梯次储能系统处于工作状态时，检测分压电路101的电压或电流。
36.参见图1，控制器103可与检测电路102连接。
37.具体地，检测电路102对分压电路101的电压或电流进行检测，并将检测得到的信号通信上传给控制器103，以便控制器103进行后续的绝缘检测工作。
38.进一步地，控制器103可用于根据电压或电流，判断梯次电池包104是否发生绝缘问题。
39.在一些实施例中，控制器103还可用于在判断出梯次电池包104发生绝缘问题时，控制梯次储能系统停止工作。
40.作为一种可行的实施方式，梯次储能系统处于工作状态时，进行绝缘检测。在判断出梯次电池包104已经发生绝缘问题后，为了保障梯次储能系统的运行的可靠性和安全性，控制器103可控制处于正在工作状态的梯次储能系统停止工作。
41.进一步地，在该实施例中，控制器103还可用于在判断出梯次电池包104发生绝缘
问题时，根据检测电路102检测出的电压或电流，确定发生绝缘问题的电池单体。
42.具体地，由于梯次电池包104可包括串联连接的多个电池单体，控制器103判断出梯次电池包104出现绝缘问题后，通过检测电路102检测出的电压或电流，并结合电池包中多个电池单体之间的串联关系，便可确定出梯次电池包104中的哪一个电池单体发生绝缘问题，针对性地进行电池单体的隔离处理或切除处理，从而修复梯次电池包104的绝缘性能。需要说明的是，切除处理后，需再将工作线路连通。
43.由此，在本发明提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置100中，梯次电池包104的第一极105(正极或负极)连接外壳地106，且分压电路101连接在梯次电池包104的正极或负极与外壳地106之间，通过设置检测电路102获取分压电路101的电压或电流信息，并将检测得到的信息上传至与检测电路102连接的控制器103，控制器103根据该信息便可判断梯次电池包104是否发生绝缘问题，使用高阻接地并测量接地电流识别绝缘状态；同时在梯次电池包104发生绝缘问题时，控制梯次储能系统停止工作，保障系统储能的安全性和可靠性；另外控制器103还可根据检测电路102检测到的电压或电流信息确定发生绝缘问题的电池单体，实现绝缘故障精准定位。
44.图2是本发明一个示例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置的结构示意图。
45.作为一种示例，如图2所示，检测电路102可包括：微安表107。
46.具体地，参见图2，微安表107可与分压电路101串联连接，并与控制器103通信连接，可用于在储能系统梯次电池包104处于工作状态时，检测分压电路101的电流。
47.具体地，在梯次电池包104出现绝缘问题时，通过分压电路101的瞬间电流有可能较大，为此，可选择具备可靠性高，过载能力强，不怕放电冲击等特点的微安表107，实现电流的准确可靠检测。
48.在本示例中，微安表107可选择指针式微安表或数字式微安表。
49.进一步地，微安表107与控制器103通信连接，主要目的是将微安表107检测到的分压电路101的电流数据信息上传至控制器103，从而控制器103便可确定当前时刻梯次电池包104是否发生绝缘问题。
50.在本实施例中，控制器103还可具体用于：在电流为0时，确定梯次电池包104未发生绝缘问题；在电流不为0时，确定梯次电池包104发生绝缘问题，并根据电流、梯次电池包104的电压和分压电路101的阻值，计算绝缘电压，以及根据绝缘电压确定发生绝缘问题的电池单体。
51.具体地，梯次电池包104绝缘状态良好时，梯次电池包104的第一极105(如，正极或负极)是无法通过分压电路101与其外壳地106形成回路的，相应的流过分压电路101的电流也就应为0，也就是说，若通过微安表107检测出当前时刻流过分压电路101的电流为0时，则说明此时梯次电池包104绝缘状态良好。
52.相应地，若通过微安表107检测出当前时刻流过分压电路101的电流不为0，则说明梯次电池包104通过分压电路101与外壳地106已经形成回路，此时便可判断出梯次电池包104内已经发生绝缘问题。
53.进一步地，为了在梯次电池包104发生绝缘问题时，相关人员可以对其进行处理(如，对其中发生绝缘问题的电池单体进行切除)，本发明在确定梯次电池包104出现绝缘故
障后，控制器103还可根据电流、梯次电池包104的电压和分压电路101的阻值，计算绝缘电压，以及根据绝缘电压确定发生绝缘问题的电池单体。
54.作为一个示例，在梯次电池包104发生绝缘问题时，控制器103可具体通过下式计算绝缘电压：
55.vd＝v-i*r，其中，vd为绝缘电压，v为梯次电池包104的电压，i为电流，r为分压电路101的阻值。
56.应理解的是，绝缘电压是一种电路中能够承受且可以使其稳定工作的最高电压。控制器103在根据梯次电池包104的电压、电流和分压电路101阻值计算出梯次电池包104的绝缘电压后，还可通过比较梯次电池包104中包括的多个串联连接的电池单体的电压与绝缘电压的大小从而确定发生绝缘问题的电池单体，例如，某一个电池单体对应的电压大于绝缘电压，便可判断此电池单体出现绝缘问题，并将相应的检测结果通过预警信息或其他方式传递给相关人员，采取对应的措施进行故障修复。需要说明的是，上述通过比较确定发生绝缘问题的电池单体的方法仅为示例性的，不作为对本发明的限制。
57.作为一种示例，检测电路102可通过rs485通信线108与控制器103连接。
58.在本示例中，作为一种可行的实施方式，控制器103可选择bms(battery management system，电池管理系统)。具体地，电池管理系统是电池与用户之间的纽带，其主要对象是二次电池，可实时动态监测电池状态，且能及时给出电池状况，挑选出有问题的电池单体，保持电池包运行的可靠性。结合本发明实施例中需要利用控制器103根据分压电路101的电压或电流判断梯次电池包104是否发生绝缘问题，同时还需要确定发生绝缘问题的电池单体的应用场景，通过电池管理系统进行绝缘问题的判断及确定的方法是可实施的。
59.进一步地，相较于相关技术，本示例中提出的梯次电池包的绝缘检测装置在应用于梯次储能系统时无需在梯次电池包104中加入新的绝缘检测装置或电网隔离(即使增加也互不影响)，使得梯次电池包104的体积小，且不会出现与电网中性点的接地冲突等问题，实现成本低。
60.由此，本示例中提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置100，该装置在绝缘检测过程中，通过在检测电路102中设置与分压电路101(如，高阻值电阻)串联的微安表107，检测分压电路101的电流，从而探测梯次电池包104内部是否发生绝缘问题；且在梯次电池包104发生绝缘问题时，通过控制器103计算绝缘电压，确定发生绝缘问题的电池单体。由此实现梯次电池包104的绝缘检测及发生绝缘问题电池单体的定位，检测原理简单，绝缘故障定位准确。
61.进一步地，本发明提出一种梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法，该方法用于如上述实施例中提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置。
62.图3是本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法的流程图。
63.在一些实施例中，梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法可包括：
64.s301，在梯次储能系统处于工作状态时，检测分压电路的电压或电流。
65.作为一种可行的实施方式，步骤s301可由上述实施例中提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置中的检测电路执行
66.s302，根据电压或电流，判断梯次电池包是否发生绝缘问题。
67.作为一种可行的实施方式，步骤s302可由上述实施例中提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置中的控制器执行。
68.图4是本发明另一些实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法的流程图。
69.在另一些实施例中，梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法还可包括：
70.s401，在梯次储能系统处于工作状态时，检测分压电路的电压或电流。
71.s402，根据电压或电流，判断梯次电池包是否发生绝缘问题。
72.s403，在梯次电池包发生绝缘问题时，根据电压或电流，确定发生绝缘问题的电池单体。
73.作为一种可行的实施方式，步骤s303也可由上述实施例中提出的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置中的控制器执行。
74.需要说明的是，本发明实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测方法的其他具体实施方式可参考本发明上述实施例的梯次储能系统中梯次电池包的绝缘检测装置的具体实施方式。
75.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
76.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
78.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
79.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
80.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
81.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
82.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。