故障电池模块更换系统及更换方法与流程

本申请涉及电池，尤其涉及一种故障电池模块更换系统及更换方法。

背景技术：

1、储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，在以锂离子电池为代表的电化学储能电站中，主要采用集中式布置的储能系统结构，即在一个储能集装箱内由多个电池模块串联组成电池簇，再由多个电池簇并联形成兆瓦级容量的电池堆，电池堆再通过集中型储能变流器和电网交互，这种储能集装箱内所有电池模块统一充放电管理，为实现能量的高效利用，要求电池模块之间具有一致性。

2、然而，随着储能集装箱的长期运行，各个电池模块质量之间的差异性，不可避免会发生电池模块故障。为了保证储能集装箱继续工作，则需要用备用电池模块替换故障电池模块。但是，由于备用电池模块和原电池集装箱内正常电池模块电压，电量等参数不一致，不能直接用备用电池模块替换故障电池模块，需要将备用电池模块和电池集装箱内正常电池模块进行均衡处理，即将备用电池模块和电池集装箱内正常电池模块的电压、电量等参数调整一致后再更换。

3、目前，更换故障电池模块的方法是将储能电池集装箱内其他正常的电池模块电量充满或放空，再用专门设备在特定地点将备用电池模块充满或放空，然后将备用电池模块替换故障电池模块。此方法虽然一定程度上可以保证储能电池集装箱内所有电池模块的一致性，但是操作繁琐，需要使用专门设备和在特定的地点进行更换，且更换其中一个或几个备用电池所消耗能量大，更换周期长。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种故障电池模块更换系统及更换方法，旨在解决现有技术方法中存在操作繁琐，更换周期长，耗费能量大的问题。

2、为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种故障电池模块更换系统，应用于储能电池集装箱，所述储能电池集装箱包括bms显控模块及多组电池簇，所述bms显控模块与所述多组电池簇中的每一电池簇连接；所述系统包括显示控制子系统、配电子系统及备用电池模块，所述显示控制子系统与所述配电子系统、所述备用电池模块和所述bms显控模块连接，所述配电子系统与所述备用电池模块连接；

3、所述配电子系统包括储能变流器、放电电阻、电压检测模块、第一交流断路器、第一直流断路器、第二交流断路器及第二直流断路器；所述储能变流器通过所述第一交流断路器与所述储能电池集装箱上的辅助供电模块连接；所述储能变流器通过所述第一直流断路器与所述备用电池模块连接；所述储能变流器通过所述第二交流断路器与所述放电电阻连接；所述电压检测模块通过所述第二直流断路器与所述备用电池模块连接；

4、所述显示控制子系统还与所述储能变流器连接，且所述显示控制子系统通过i/o控制回路控制所述第一交流断路器、所述第一直流断路器、所述第二交流断路器及所述第二直流断路器的通断，以用于控制备用电池模块的充放电及电压检测。

5、第二方面，本申请实施例提供了一种故障电池模块更换方法，应用于如第一方面所述的故障电池模块更换系统，所述故障电池模块更换系统应用于储能电池集装箱，所述储能电池集装箱包括bms显控模块及多组电池簇，所述bms显控模块与所述多组电池簇中的每一电池簇连接；所述方法包括：

6、显示控制子系统通过所述bms显控模块获取所述多组电池簇的电池模块信息；

7、所述显示控制子系统根据所述电池模块信息确定是否存在故障电池模块信息；

8、所述显示控制子系统若确定所述电池模块信息中存在故障电池模块信息，则对所述故障电池模块信息对应的故障电池模块进行定位并显示；

9、所述显示控制子系统响应于故障电池模块确认指令，根据所述故障电池模块确认指令对所述故障电池模块信息进行剔除，得到目标电池模块信息；

10、所述显示控制子系统对所述目标电池模块信息中的所有电芯电压值进行计算，得到目标电芯电压值；

11、所述显示控制子系统响应于备用电池模块采集指令，根据所述备用电池模块采集指令控制第二直流断路器闭合，并对备用电池模块进行信息采集，得到备用电池模块信息；

12、所述显示控制子系统对所述备用电池模块信息中的所有电芯电压值进行计算，得到第一备用电芯电压值；

13、所述显示控制子系统若确定所述第一备用电芯电压值大于所述目标电芯电压值，则生成放电策略；

14、所述显示控制子系统根据所述放电策略将储能变流器设置为pcs放电模式；

15、所述显示控制子系统当接收到备用电池模块放电指令时，控制第一直流断路器闭合、第二交流断路器闭合及第一交流断路器断开，控制所述储能变流器按照所述pcs放电模式对备用电池模块进行放电，得到第二备用电芯电压值；

16、所述显示控制子系统将所述第二备用电芯电压值与所述目标电芯电压值进行计算，得到第一电芯电压差值；

17、所述显示控制子系统若检测到所述第一电芯电压差值小于预设电芯压差值，则断开所述第一直流断路器、所述第二交流断路器及所述第二直流断路器。

18、本发明实施例提供了一种故障电池模块更换系统及更换方法，包括配电子系统、备用电池模块及与配电子系统中的储能变流器和与备用电池模块连接的显示控制子系统；储能变流器通过第一交流断路器与储能电池集装箱上的辅助供电模块连接，通过第一直流断路器与备用电池模块连接，通过第二交流断路器与放电电阻连接；电压检测模块通过第二直流断路器与备用电池模块连接；显示控制子系统通过i/o控制回路控制第一交流断路器、第一直流断路器、第二交流断路器及第二直流断路器的通断。本发明能够快速调整备用电池模块与储能集装箱内正常电池模块的一致性，以实现故障电池模块的更换，且操作简单。

技术特征：

1.一种故障电池模块更换系统，应用于储能电池集装箱，所述储能电池集装箱包括bms显控模块及多组电池簇，所述bms显控模块与所述多组电池簇中的每一电池簇连接；其特征在于，所述系统包括显示控制子系统、配电子系统及备用电池模块，所述显示控制子系统与所述配电子系统、所述备用电池模块和所述bms显控模块连接，所述配电子系统与所述备用电池模块连接；

2.根据权利要求1所述的故障电池模块更换系统，其特征在于，所述备用电池模块包括bmu模块，所述bmu模块与所述显示控制子系统连接。

3.一种故障电池模块更换方法，其特征在于，应用于如权利要求1-2中任一项所述的故障电池模块更换系统，所述故障电池模块更换系统应用于储能电池集装箱，所述储能电池集装箱包括bms显控模块及多组电池簇，所述bms显控模块与所述多组电池簇中的每一电池簇连接；所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统对所述备用电池模块信息中的所有电芯电压值进行计算，得到第一备用电芯电压值之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统对所述备用电池模块信息中的所有电芯电压值进行计算，得到第一备用电芯电压值之后，还包括：

6.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统根据所述电池模块信息确定是否存在故障电池模块信息，包括：

7.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统对所述目标电池模块信息中的所有电芯电压值进行计算，得到目标电芯电压值步骤中通过以下公式获取所述目标电芯电压值：

8.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统根据所述放电策略将储能变流器设置为pcs放电模式之后，还包括：

9.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，在所述控制第一直流断路器闭合、第二交流断路器闭合及第一交流断路器断开之后，所述控制所述储能变流器按照所述pcs放电模式对备用电池模块进行放电，得到第二备用电芯电压值之前，包括：

10.根据权利要求3所述的故障电池模块更换方法，其特征在于，所述显示控制子系统将所述第二备用电芯电压值与所述目标电芯电压值进行计算，得到第一电芯电压差值之后，还包括：

技术总结
本发明提供了一种故障电池模块更换系统及更换方法，包括配电子系统、备用电池模块及与配电子系统中的储能变流器和与备用电池模块连接的显示控制子系统；储能变流器通过第一交流断路器与储能电池集装箱上的辅助供电模块连接，通过第一直流断路器与备用电池模块连接，通过第二交流断路器与放电电阻连接；电压检测模块通过第二直流断路器与备用电池模块连接；显示控制子系统通过I/O控制回路控制第一交流断路器、第一直流断路器、第二交流断路器及第二直流断路器的通断。本发明能够快速调整备用电池模块与储能集装箱内正常电池模块的一致性，以实现故障电池模块的更换，且操作简单。

技术研发人员：张琦,刘宏伟,冯武平,刘德桢,成晓霞,张林
受保护的技术使用者：北京天顺智储科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21