储能装置及储能装置断路控制方法与流程

本发明涉及储能装置领域，具体地涉及一种储能装置及储能装置断路控制方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的普及，以及“碳达峰”，“碳中和”等目标的提出，整个社会的能源结构在向电能转变，其中，新能源汽车中需要设置有储能系统，在光伏发电、风力发电中，也会需要设置有储能系统。当储能系统采用多个相互串联的电池模块组成时，现有技术中，为了提高储能系统的稳定性，采用了每个电池分别控制的方案，每个电池都可以单独接入或切出主回路，而不影响其他电池。

2、但是针对采用此技术方案的产品，现有技术中，在储能装置的主电源失效的情况下，用户依然可能进行误操作将储能装置回路进行人为闭合，在闭合后储能装置没有有效的断开措施，主电源已经失效的情况下，再对电池进行充电，会造成电池过充，具有较大的安全风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种储能装置及储能装置断路控制方法，以解决上述问题。

2、本发明提供一种储能装置，其包括由多个电池模块依次串联形成的主回路，所述储能装置能够与外部设备连接形成回路，每个所述电池模块分别包括电池单元、控制单元和开关组，所述控制单元被配置为控制开关组将单个电池模块串联进或旁路出所述储能装置主回路，并且当一所述电池模块被旁路时，在该所述电池模块内构成连接前后所述电池模块的通路，所述储能装置还设置有检测模块、与所述储能装置主回路串联的断路保护模块和断路检测模块；

3、所述检测模块被配置用于对所述储能装置工作状态进行检测，并当检测到所述储能装置失效时导通断路保护模块；

4、所述断路保护模块被配置为导通后输出断路驱动电源，通过断路驱动电源驱动断开所述储能装置主回路中的断路器，将所述储能装置与外部设备的连接回路断开；

5、所述断路检测模块被配置为定时对所述断路保护模块进行采样电流检测，并在采样电流不满足预设条件时，输出分励失效信号。

6、作为本发明的进一步改进，所述检测模块包括与断路保护模块串联的常闭开关模块，所述常闭开关模块包括常闭开关以及与所述常闭开关相连的常闭开关控制电路，所述常闭开关模块被配置为失去控制单元信号或接收到对应控制单元信号后，判断所述储能装置失效，导通常闭开关。

7、作为本发明的进一步改进，所述断路保护模块还包括电源模块和分励脱扣器，所述电源模块输入端与所述储能电路主回路相连，所述电源模块输出端与所述分励脱扣器相连，所述电源模块输入端与所述储能电路主回路负极之间连接有所述常闭开关模块。

8、作为本发明的进一步改进，所述断路保护模块包括电源输出开关模块，所述电源输出开关模块包括电源输出开关以及与所述电源输出开关相连的电源输出开关控制电路，所述电源输出开关模块被配置为在电源模块输出断路驱动电源时，闭合所述电源输出开关，使断路驱动电源到达所述分励脱扣器，驱动所述分励脱扣器使所述断路器断开。

9、作为本发明的进一步改进，所述断路保护模块还包括与所述电源输出开关控制电路串联的定时电路，所述定时电路被配置为在经由所述断路驱动电源供电后定时输出闭合信号，所述电源输出开关模块被配置为在接受所述闭合信号后驱动所述电源输出开关闭合。

10、作为本发明的进一步改进，所述断路检测模块包括分励驱动电源、与所述分励脱扣器串联的分励采样电阻、设置于所述分励采样电阻侧的比较器、以及分励检测控制单元，所述比较器和分励检测控制单元被配置为检测到所述分励采样电阻侧电压超过预设电压时向所述分励检测控制单元输出分励失效信号。

11、作为本发明的进一步改进，在每个所述电池模块中还包括电流检测模块，所述电流检测模块与所述电池以及开关组串联，所述电流检测模块被配置为在检测到电池模块处于过流状态时，控制所述开关组将所述电池模块旁路出所述储能装置主回路。

12、作为本发明的进一步改进，所述电流检测模块包括与所述电池以及开关组串联的分流电阻，以及位于分流电阻侧的电流检测放大器和高速比较器，所述控制单元被配置为在检测到所述分流电阻两端电压超过预设阈值时，驱动所述开关组将所述电池模块旁路出所述储能装置主回路。

13、本发明还提供一种储能装置断路控制方法，其包括步骤：

14、定时对断路保护模块进行采样电流检测，当采样电流不满足预设条件时，输出断路保护模块失效信号；当采样电流满足预设条件时，对储能装置主电源进行检测；

15、当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源；

16、断路驱动电源向分励脱扣器供电，分励脱扣器工作，断开储能装置主回路中的断路器。

17、作为本发明的进一步改进，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

18、当断路器闭合，且检测到储能装置主电源电压不符合预设范围时，导通常闭开关，通过电源模块输出断路驱动电源。

19、作为本发明的进一步改进，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

20、当需要执行断路器断开的指令，且断路器断开失败时，导通常闭开关，通过电源模块输出断路驱动电源。

21、作为本发明的进一步改进，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

22、当控制单元复位，输入/输出口无信号时，导通常闭开关，通过电源模块输出断路驱动电源。

23、作为本发明的进一步改进，所述当采样电流不满足预设条件时，输出断路保护模块失效信号，具体包括：

24、当第一次检测到采样电流不满足预设条件时，间隔预设的复查时间后，再次对采样电流进行检测，在重复检测预设次数后，采样电流依然不满足所述预设条件时，输出断路保护模块失效信号。

25、作为本发明的进一步改进，在所述输出断路保护模块失效信号之后，还包括：

26、控制单元上传失效信息，停止对电池进行充放电。

27、本发明的有益效果是：本发明所提供的储能装置通过设置断路保护模块和检测模块，能及时在储能装置主电源失效的情况下，将储能装置和外部设备之间的连接回路断开。

28、并且，检测装置通过采用常闭开关配合断路保护模块中的电源模块，能够在储能装置主电源失效后依然稳定高效地执行断路操作。

29、进一步的，储能装置还设置有断路检测模块，可以定期对断路保护模块进行检测，防止其失效。

30、另外，通过在每个电池模块中分别设置电流检测模块，配合断路保护模块能层多维度实现储能装置安全性的提升。

技术特征：

1.一种储能装置，其包括由多个电池模块依次串联形成的主回路，所述储能装置能够与外部设备连接形成回路，每个所述电池模块分别包括电池单元、控制单元和开关组，所述控制单元被配置为控制开关组将单个电池模块串联进或旁路出所述储能装置主回路，并且当一所述电池模块被旁路时，在该所述电池模块内构成连接前后所述电池模块的通路，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述检测模块包括与断路保护模块串联的常闭开关模块，所述常闭开关模块包括常闭开关以及与所述常闭开关相连的常闭开关控制电路，所述常闭开关模块被配置为失去控制单元信号或接收到对应控制单元信号后，判断所述储能装置失效，导通常闭开关。

3.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述断路保护模块还包括电源模块和分励脱扣器，所述电源模块输入端与所述储能电路主回路相连，所述电源模块输出端与所述分励脱扣器相连，所述电源模块输入端与所述储能电路主回路负极之间连接有所述常闭开关模块。

4.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述断路保护模块包括电源输出开关模块，所述电源输出开关模块包括电源输出开关以及与所述电源输出开关相连的电源输出开关控制电路，所述电源输出开关模块被配置为在电源模块输出断路驱动电源时，闭合所述电源输出开关，使断路驱动电源到达所述分励脱扣器，驱动所述分励脱扣器使所述断路器断开。

5.根据权利要求4所述的储能装置，其特征在于，所述断路保护模块还包括与所述电源输出开关控制电路串联的定时电路，所述定时电路被配置为在经由所述断路驱动电源供电后定时输出闭合信号，所述电源输出开关模块被配置为在接受所述闭合信号后驱动所述电源输出开关闭合。

6.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述断路检测模块包括分励驱动电源、与所述分励脱扣器串联的分励采样电阻、设置于所述分励采样电阻侧的比较器、以及分励检测控制单元，所述比较器和分励检测控制单元被配置为检测到所述分励采样电阻侧电压超过预设电压时向所述分励检测控制单元输出分励失效信号。

7.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，在每个所述电池模块中还包括电流检测模块，所述电流检测模块与所述电池以及所述开关组串联，所述电流检测模块被配置为在检测到电池模块处于过流状态时，控制所述开关组将所述电池模块旁路出所述储能装置主回路。

8.根据权利要求7所述的储能装置，其特征在于，所述电流检测模块包括与所述电池以及开关组串联的分流电阻，以及位于所述分流电阻侧的电流检测放大器和高速比较器，所述控制单元被配置为在检测到所述分流电阻两端电压超过预设阈值时，驱动所述开关组将所述电池模块旁路出所述储能装置主回路。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，包括步骤：

10.根据权利要求9所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

11.根据权利要求9所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

12.根据权利要求9所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，所述当检测储能装置主电源失效时，导通电源模块，输出断路驱动电源，具体包括：

13.根据权利要求9所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，所述当采样电流不满足预设条件时，输出断路保护模块失效信号，具体包括：

14.根据权利要求9所述的储能装置断路控制方法，其特征在于，在所述输出断路保护模块失效信号之后，还包括：

技术总结
本发明提供一种储能装置及储能装置断路控制方法，储能装置包括由多个电池模块依次串联形成的主回路，储能装置能够与外部设备连接形成回路，每个电池模块分别包括电池单元、控制单元和开关组，储能装置还设置有检测模块、与储能装置主回路串联的断路保护模块和断路检测模块；检测模块被配置用于对储能装置工作状态进行检测，并当检测到储能装置失效时导通断路保护模块；断路保护模块被配置为导通后输出断路驱动电源，通过断路驱动电源驱动断开储能装置主回路中的断路器，将储能装置与外部设备的连接回路断开；断路检测模块被配置为定时对断路保护模块进行采样电流检测，并在采样电流不满足预设条件时，输出分励失效信号。

技术研发人员：张海燕,司修利,孙丽艳,马金涛,孙振华
受保护的技术使用者：沃太能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15