电池控制系统、电池柜和电池储能系统的制作方法

本技术涉及一种电池控制系统(battery management system，bms)、包含该电池电控制系统的电池柜、以及包含该池柜的电池储能系统。

背景技术：

1、储能主要指将电能转化为其他形式的能量存放在储能装置中，并在需要时以电能的形式释放出来。随着新能源行业的发展，以电池为主的二次电源储能，因其具备能量密度高、建设周期短、响应速度快等优势而广泛用于电源侧、电网侧以及用户侧，发展势头迅猛。当前电池储能系统存在内部接口复杂、接线多的缺点，因此研究电池储能系统的简化具有经济价值。

2、在电池储能系统中，对开关设备的合闸与分闸的控制至关重要。开关设备一般包括若干开关和用于致动该若干开关的致动机构。通过控制致动机构的操作来控制该若干开关的闭合或断开，从而实现开关设备的合闸与分闸。对此，当前的方式是，在开关设备内部配置用于控制致动机构的控制回路。由pcs与bms通信，在完成电压测量、绝缘电阻检测等操作后，由pcs告知bms向开关设备内部的控制回路发送针对开关设备的合闸或分闸的指令。例如，pcs可以根据电池柜上电来确定开关设备应当合闸、可以根据当前周期输入功率大于负载功率来确定应当对电池组充电、可以根据当前周期输入功率小于或等于负载功率来确定应当对电池组放电、可以根据来自电气控制系统(electric control system，ecs)的指示来确定停用电池组等。开关设备内部的该控制回路在得到针对开关设备的合闸或分闸的指令后，控制致动机构的操作以实现该若干开关的闭合或断开，从而实现开关设备的合闸或分闸。然而，在此方式下，由于致动机构也存在主回路，主回路和控制回路都需要与bms交互和接线，用于支持此控制回路的微控制单元和电源也需要在开关设备内单独配置，导致开关设备与bms之间交互多、接线复杂、控制信号繁多。并且除此之外，还要考虑因控制回路与bms之间的线路较长而带来的电磁兼容性(electromagnetic compatibility，emc)问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种用于电池柜的电池控制系统(bms)。该电池柜包括电池组、开关设备和电池控制系统。电池组经由开关设备连接到电力转换系统(pcs)。电池控制系统包括：通信装置，与电力转换系统通信连接以从电力转换系统接收指示开关设备合闸的第一信号或指示开关设备分闸的第二信号；以及控制装置，其输入端连接到通信装置，其输出端连接到开关设备，控制装置在接收到第一信号的情况下输出第一控制信号使开关设备执行合闸操作或者在接收到第二信号的情况下输出第二控制信号使开关设备执行分闸操作。

2、可选地，通信装置还与电池组通信连接，以从电池组获取与电池组的状态相关联的状态参数；控制装置还在状态参数异常的情况下输出第二控制信号。

3、可选地，通信装置还与电池组通信连接，以从电池组获取与电池组的状态相关联的状态参数；控制装置还在状态参数异常的情况下生成报警信息以经由通信装置发送到电力转换系统，并且在预定时间阈值后未接收到第二信号的情况下输出第二控制信号。

4、可选地，开关设备包括电机、开关和致动机构，致动机构在电机的驱动下执行使开关闭合或断开的操作，其特征在于，控制装置的输出端与电机连接，第一控制信号使电机通电，第二控制信号使电机断电。

5、可选地，控制装置包括：h桥电路，包括以h桥方式连接到电机的多个功率半导体器件；以及微控制单元，其输入端连接到通信装置，其多个输出端分别连接到多个功率半导体器件中的每一个的控制端以向其施加控制电压。

6、可选地，多个输出端通过输出脉宽调制信号来调节向多个功率半导体器件中的每一个的控制端施加的控制电压。

7、可选地，功率半导体器件包括晶体管、绝缘栅双极型晶体管以及金属氧化物半导体场效应管。

8、可选地，开关设备包括开关和与开关关联的电磁铁，控制装置的输出端与电磁铁连接，第一控制信号控制流经电磁铁的电流不足以使开关闭合，第二控制信号控制流经电磁铁的电流足以使开关闭合。

9、本实用新型还提供了一种电池柜，其包括电池组、开关设备以及根据前述任一项的电池控制系统。

10、本实用新型还提供了一种电池储能系统，其包括电力转换系统以及前述电池柜。

11、根据本实用新型的电池控制系统将用于控制开关设备的合闸与分闸的控制功能集成在其中，减少了其与开关设备之间的交互和接口设计，从而整体上简化了电池柜和电池储能系统。

技术特征：

1.一种用于电池柜的电池控制系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的电池控制系统，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的电池控制系统，其特征在于所述功率半导体器件包括晶体管、绝缘栅双极型晶体管以及金属氧化物半导体场效应管。

7.一种电池柜，其特征在于包括：

8.一种电池储能系统，其特征在于包括：

技术总结
本技术提供一种用于电池柜的电池控制系统、包括该电池控制系统的电池柜和包括该电池柜的电池储能系统。电池柜包括电池组、开关设备和该电池控制系统，电池组经由开关设备连接到电力转换系统。该电池控制系统包括：通信装置，与电力转换系统通信连接以从电力转换系统接收指示开关设备合闸的第一信号或指示开关设备分闸的第二信号；以及控制装置，其输入端连接到通信装置，其输出端连接到开关设备，控制装置在接收到第一信号的情况下输出第一控制信号使开关设备执行合闸操作或者在接收到第二信号的情况下输出第二控制信号使开关设备执行分闸操作。

技术研发人员：陈光熙,毕宝云,石佐辉
受保护的技术使用者：施耐德电气工业公司
技术研发日：20230519
技术公布日：2024/1/15