一种能量储存装置及系统的制作方法

1.本发明涉及能量储存领域，尤其涉及一种能量储存装置及系统。


背景技术：

2.随着国家对新能源、智慧能源、储能等行业或领域的重视，这些行业在近几年获得了快速的发展，日益兴盛的各种类型的发电装置，催生储能装置的发展。
3.目前，磷酸铁锂电池作为一种储能方式，备受人们的关注和重视。但磷酸铁锂电池在安装、运转期间存在很大的安全隐患。所以一般将电芯通过串联的方式形成模组，再将模组串接成系统，而模组之间的连接一般采用线缆，子安装过程中容易接错导致短路，进而造成安全事故和产生财产损失，同时上述方式生产效率较低且不易维护。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种能量储存装置及系统，旨在解决现有技术中储能装置不易维护以及生产效率低的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种能量储存装置，所述能量储存装置包括：能量传输模块、能量储存模块和接口模块；
7.其中，所述能量传输模块与所述能量储存模块通过所述接口模块采用快插式连接的方式连接在一起；
8.所述能量传输模块，用于将能量储存模块中的电能传输至用电负载；
9.所述能量传输模块，还用于将外部电能传输至所述能量储存模块中进行储存；
10.所述接口模块，用于根据预设工作标准对所述能量储存模块中的电池接入数量进行调节。
11.可选的，所述接口模块由若干个开关电路串联组成；
12.其中，初始开关电路负输出端与所述能量传输模块连接，末端开关电路正输出端与所述能量传输模块连接。
13.可选的，所述开关电路包括：旁路开关和串接开关；
14.其中，所述旁路开关的一端作为电池负极接入口并与其他开关电路连接，所述串接开关的一端作为电池正极接入口，所述串接开关的另一端与所述旁路开关的另一端以及其他开关电路连接。
15.可选的，所述能量传输模块包括：电池检测单元、电池管理单元、开关单元、充放电单元以及电池保护单元；
16.其中，所述电池检测单元分别与所述电池管理单元以及所述电池保护单元连接，所述电池管理单元与所述开关单元以及所述充放电单元连接，所述开关单元与所述电池保护单元以及所述充放电单元连接，所述电池保护单元与所述接口模块连接；
17.所述电池检测单元，用于采集所述能量储存模块输入至所述电池保护单元的电信号，并将所述电信号处理后传输至所述电池管理单元；
18.所述电池管理单元，用于根据处理后的所述电信号控制所述开关单元以及所述充放电单元；
19.所述开关单元，用于控制主回路的通断；
20.所述充放电单元，用于控制所述能量储存装置的充放电状态；
21.所述电池保护单元，用于对所述能量储存装置的各个模块进行过流过压保护。
22.可选的，所述电池保护单元包括：断路器和熔断器；
23.其中，所述断路器的一端与所述接口模块连接，所述断路器的另一端与所述开关单元连接，所述熔断器设置于所述断路器与所述开关单元之间的正主回路上。
24.可选的，所述开关单元包括：正主回路开关和负主回路开关；
25.其中，所述正主回路开关的一端和所述负主回路的一端均与所述电池保护单元连接，所述正主回路开关的另一端和所述负主回路的另一端均与所述充放电单元连接。
26.可选的，所述能量储存模块包括若干个电池单元，所述电池单元由若干个电芯串接组成。
27.可选的，所述电池单元的正极与所述开关电路的所述电池正极接入口连接，所述电池单元的负极与所述开关电路的所述电池负极接入口连接，其中，一个开关电路对应一个电池单元。
28.可选的，所述能量传输模块还包括能量传输墙，所述接口模块和所述能量传输模块均内嵌于所述能量传输墙中。
29.此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种能量储存系统，所述能量储存系统包括上述的能量储存装置。
30.本发明中提供一种能量储存装置及能量储存系统，所述能量储存装置包括：能量传输模块、能量储存模块和接口模块；其中，所述能量传输模块与所述能量储存模块通过所述接口模块采用快插式连接的方式连接在一起；所述能量传输模块，用于将能量储存模块中的电能传输至用电负载；所述能量传输模块，还用于将外部电能传输至所述能量储存模块中进行储存；所述接口模块，用于根据预设工作标准对所述能量储存模块中的电池接入数量进行调节。相对于现有技术采用线缆连接的方式，本发明采用快插式的连接方式将能量储存模块和能量传输模块进行连接的，不仅快捷方便还避免了错接的情况，还通过接口模块调节电池的接入数量，使得能量储存装置输出电压可调节且易于维护。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
32.图1为本发明能量储存装置第一实施例的结构示意图；
33.图2为本发明能量储存装置第二实施例的结构示意图；
34.图3为本发明能量储存装置第二实施例的电路结构示意图。
35.附图标号说明：
36.标号名称标号名称10能量储存模块20能量传输模块21电池保护单元22开关单元23充放电单元24电池检测单元25电池管理单元k1旁路开关k2串接开关qf1断路器fu1熔断器km1正主回路开关km2负主回路开关
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37.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
40.参照图1，图1为本发明能量储存装置第一实施例的结构示意图，基于图1提出本发明能量储存装置的第一实施例。
41.在本实施例中，所述能量储存装置包括：能量传输模块20、能量储存模块10和接口模块30；
42.其中，所述能量传输模块20与所述能量储存模块10采用快插式连接的方式连接；
43.所述能量传输模块20，用于将能量储存模块中的电能传输至用电负载；
44.所述能量传输模块20，还用于将外部电能传输至所述能量储存模块10中进行储存；
45.所述接口模块30，用于根据预设工作标准对所述能量储存模块10中的电池接入数量进行调节。
46.需要说明的是，在本实施例中，该能量传输模块20是指一种能量传送墙，该能量传送墙是通过预制模块，将线束、连接器等元器件都内嵌于能量传送墙内构成的，其可以视作一个整体；能量储存模块10是由多个模组构成的，每个模组又由多个电芯串接组成；每个模组都预留有正负极接触点，用于与能量传送墙连接，而能量传送墙也预留有模组插入孔洞，快插式接入方式是指将模组的正负极接触点插入相应的能量传送墙的孔洞中，无需通过线缆、连接器等方式进行连接，既方便，又避免了错接的情况。上述预设工作标准，在本实施例中主要代指预设输出电压或特定电池模组，该接口模块30可根据工作需要，自动调节接入能量传输模块20的模组，也可通过人工手动调节。
47.可以理解的是，能量储存模块10可以由磷酸铁锂电池构成，也可以是其他储存材料；能量传输模块20主要用来将能量储存模块10中的电能进行处理后输出给外部负载，该负载可以是待充电设备也可以是待供电设备，输出电压会根据负载的额定电压进行调整；能量传输模块20还可以用于作为能量储存模块10的充电器使用，将外部通过风能、太阳能等获取的电能储存到储存模块10中，实现能量的转移，平衡各地用电需求。
48.本实施例提供了一种能量储存装置，所述能量储存装置包括：能量传输模块、能量
储存模块和接口模块；其中，所述能量传输模块与所述能量储存模块通过所述接口模块采用快插式连接的方式连接在一起；所述能量传输模块，用于将能量储存模块中的电能传输至用电负载；所述能量传输模块，还用于将外部电能传输至所述能量储存模块中进行储存；所述接口模块，用于根据预设工作标准对所述能量储存模块中的电池接入数量进行调节。相对于现有技术采用线缆连接的方式，本实施例采用快插式的连接方式将能量储存模块和能量传输模块进行连接的，不仅快捷方便还避免了错接的情况，还通过接口模块调节电池的接入数量，使得能量储存装置输出电压可调节且易于维护。
49.参照图2，基于上述第一实施例提出本发明能量储存装置的第二实施例。
50.在本实施例中，所述能量储存装置中，所述能量传输模块20包括：电池检测单元24、电池管理单元25、开关单元22、充放电单元23以及电池保护单元21；
51.其中，所述电池检测单元24分别与所述电池管理单元25以及所述电池保护单元21连接，所述电池管理单元25与所述开关单元22以及所述充放电单元23连接，所述开关单元22与所述电池保护单元21以及所述充放电单元23连接，所述电池保护单元21与所述接口模块30连接；
52.所述电池检测单元24，用于采集所述能量储存模块10输入至所述电池保护单元21的电信号，并将所述电信号处理后传输至所述电池管理单元25；
53.所述电池管理单元25，用于根据处理后的所述电信号控制所述开关单元22以及所述充放电单元23；
54.所述开关单元22，用于控制主回路的通断；
55.所述充放电单元23，用于控制所述能量储存装置的充放电状态；
56.所述电池保护单元21，用于对所述能量储存装置的各个模块进行过流过压保护。
57.需要说明的是，电池检测单元可以是检测能量储存模块10输出的电压，也可以是检测能量储存模块10的工作状态，例如充电状态和放电状态；该电池检测单元24会将检测到的电信号做进一步的加工后传输至电池管理单元24；电池管理单元25即采用一种控制器，主要用来管理整个能量储存装置，该控制器可以由控制芯片和其他控制电路组成，本实施例对此不加以限制。该电池管理单元25还可加设显示屏，用以显示能量储存装置当前工作状态，还可增设按钮，以便工作人员根据能量储存装置当前工作状态进行调整控制。该开关单元22既可以由电池管理单元25根据能量储存装置的运行状态进行自动控制，也可以由工作人员通过开关按钮进行控制；例如，当电池检测单元24检测到异常电压时，电池管理单元25便会控制所述开关单元22的开关断开，以实现对整个能量储存装置的保护。在本实施例中，该充放电单元23为双向变流器，该双向变流器集成于上述能量传送墙中，充当电池充电器的作用；该电池保护单元21是由各种电子元器件构成的保护电路，主要起到对能量储存装置起到保护作用，避免发生安全事故。
58.可以理解的是，上述所有单元以及连接器或线束均内置于能量传送墙中；上述各种单元是提前预置好的，并不需要工作人员对其进行调整或连接，减少了工作人员的工作量，也避免了接错线路的情况发生。
59.参照图3，在本实施例中，所述接口模块30由若干个开关电路串联组成；
60.其中，初始开关电路负输出端与所述能量传输模块连接，末端开关电路正输出端与所述能量传输模块连接。
61.需要说明的是，该接口模块30设置与上述能量传送墙外表面处，用于调节接入能量传输模块20的电池模组，如当需要较小的输入电压时可通过该接口模块30切断部分电池模组，当部分电池模组电量不足时，或者出现故障时，可单独将该电池模组进行切断，以便工作人员将该电池模组取出进行维护。
62.可以理解的是，该接口模块30如同一个集合连接插座，将能量储存模块10中的电池模组插入该接口模块，即实现了能量储存模块10与能量传输模块20之间的连接；其中，该集合连接插座会引出两根线作为正主回路线和负主回路线，用于传输电能，在本实施例中，该正主回路线由上述末端开关电路正输出端引出，该负主回路线由上述初始开关电路负输出端引出，本实施例中的连接线均内置于能量传送墙中。
63.在本实施例中，该开关电路包括：旁路开关k1和串接开关k2；
64.其中，所述旁路开关k1的一端作为电池负极接入口并与其他开关电路连接，所述串接开关k2的一端作为电池正极接入口，所述串接开关k2的另一端与所述旁路开关k1的另一端以及其他开关电路连接。
65.需要说明的是，开关电路的数量即能量储存模块10的电池模组数量，一个电池模组对应一个开关电路，开关电路的正负极接入口即能量储存模块10与能量传输模块20之间的接口；该正负极接入口设置与能量传送墙外表面，以便所述电池模组插入。
66.可以理解的是，当开关电路的串接开关闭合时，表示该开关电路对应的电池模组接入能量传输模块20，开关电路的旁路开关用于将各个电池模组连接在一起构成能量储存模块。
67.在本实施例中，所述电池保护单元21包括：断路器qf1和熔断器fu1；
68.其中，所述断路器qf1的一端与所述电压调节单元21连接，所述断路器qf1的另一端与所述开关单元22连接，所述熔断器fu1设置于所述断路器qf1与所述开关单元22的之间的正主回路上。
69.可以理解的是，断路器qf1是由工作人员来控制的，在发生紧急情况时，其他按键以及自动控制设备不工作时，可由工作人员可通过断路器来停止能量储存装置的工作；该断路器设置于能量储存模块10于能量传输模块20的主回路上，可以彻底断掉能量储存模块10的输入；熔断器fu1同样是设置在主回路上，在本实施例中具体设置在正主回路上，可以在能量储存装置存在电流或电压过大时，自动切断能量储存模块10与能量传输模块之间的连接，同样起到保护作用。
70.在本实施例中，所述开关单元22包括：正主回路开关km1和负主回路开关km2；
71.其中，所述正主回路开关km1的一端和所述负主回路的一端均与所述电池保护单元21连接，所述正主回路开关km2的另一端和所述负主回路的另一端均与所述充放电单元23连接。
72.可以理解的是，正主回路开关km1与负主回路开关km2均受到电池管理单元25的控制，工作人员可根据具体工作需要通过电池管理单元25对正主回路开关km1和负主回路开关km2进行控制；也可由电池管理单元25根据电池检测单元24检测到的能量储存装置的状态进行自动控制。
73.本实施例采用快插式的连接方式将能量储存模块和能量传输模块进行连接的，还在上述能量墙中内嵌有电池检测单元、电池管理单元、开关单元、充放电单元以及电池保护
单元，不仅快捷方便还避免了错接的情况，进而提高了能量储存装置的生产效率，减少了能量储存装置生产和运输过程中的安全问题。
74.此外为实现上述目的，本发明还提供了一种能量储存系统，所述能量储存系统包括上述能量储存系统装置，所述能量储存系统的具体实施例参照上述能量储存装置的实施例，在此不做赘述。
75.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
76.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
77.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
78.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。