[實用新型]一種適用于多簇鋰電池組并聯使用的電池管理系統

有效

• 申請號: 201220136040.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN202712883U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉飛;文鋒;阮旭松;鄧錦熾
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本實用新型涉及一種電池管理系統，具體是指一種適用于多簇鋰電池組并聯使用的大規模鋰電池組的電池管理系統。

背景技術

目前，隨著世界電力需求的持續增長和新能源產業的不斷發展，迫切需要大容量儲能系統與之相配套，平滑電力負荷，提高設備運行效率和經濟性，解決可再生能源發展的瓶頸問題。大容量儲能系統一般都是指兆瓦級，目前，大多數儲能系統采用多個鋰電池直接并聯的方式成組，以達到提高系統容量的目的；多電池并聯雖然能夠無限的提高電池組的容量，但是以這種方式成組的系統復雜，電池之間容易出現環流，損壞電池壽命，且系統維護困難。

總結來說，現有的大規模儲能系統具有以下不足和缺點：

1)??成組復雜，一般采用電池先并聯后串聯，或者先串聯后并聯的成組方式，中間沒有增加隔離模塊，模組之間容易產生環流，損壞電池；

2)??維護困難，多個單體并聯作為系統的一個單體模塊，電池出現故障時，不利于對故障電池進行定位及及時對電池進行維護、更換。

3)??擴展難度大，當需要提高系統的容量時，由于每個子系統不是獨立運作的，需要將系統暫停運作，并重新設計；當某一個子系統接入儲能系統時，由于電池組之間可能存在總電壓差異，接入瞬間，負責接入子系統的接觸器有可能產生“打火”現象，從而損壞高壓器件。

4)??通訊接口不統一，儲能管理系統大多采用CAN、RS485等通訊接口，不利于與其他系統的對接；同時，由于儲能系統數據量巨大，數據容易丟失，不能保證數據的實時傳輸。

5)??電池充放電不均衡，由于每簇電池通過高壓接觸器并聯儲能系統，沒有做任何隔離措施，電池組在充放電過程中，難以保證均衡，不利于實現獨立控制。

以上不足，導致目前的儲能系統的應用未達到智能化，這在工程設計、生產測試、運行維護等方面都帶來極不方便，效率較低，妨礙儲能系統大范圍的推廣應用。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供一種適用于多簇鋰電池組并聯使用的電池管理系統。

本實用新型采取的技術方案為：一種適用于多簇鋰電池組并聯使用的電池管理系統，包括多個儲能節點、功率控制模塊及與功率控制模塊通訊的監控調度系統，其特征在于：

每個儲能節點包括：電池組、對應該電池組的電池管理子系統、電源轉換模塊及高壓保護模塊；所述高壓保護模塊與電池組連接，電源轉換模塊一端與高壓保護模塊連接，另一端與直流母線連接；電池管理子系統與電池組、電源轉換模塊及高壓保護模塊均連接，實現電池組狀態數據采集、高壓保護模塊控制及電源轉換模塊控制；所述各儲能節點內的電池管理子系統與監控調度系統及功率控制模塊均連接；各儲能節點內的電源轉換模塊均與功率控制模塊連接。

優選的，所述電池管理子系統與電源轉換模塊通過冗余干節點實現節點的獨立運行。

優選的，所述電池管理子系統與監控調度系統通過以太網連接。

優選的，所述電源轉換模塊與功率控制模塊通過CAN總線連接。

優選的，所述電池組內電池采用單并多串方式成組，即在一個電池組內部電池單體采用并聯方式連接，各電池組之間采用串聯方式連接。

本實用新型所述電池管理系統采用分布式儲能拓撲結構，每個分布式儲能節點處電池組采用單并多串方式成組，通過電源轉換模塊相互隔離，并由管理子系統對各電池組獨立管理，智能化程度高；各節點通過以太網模塊組網，結合自適應的通信協議，實現由后臺系統集中對各節點進行調度、監控和控制。其功能優勢具體體現在以下幾個方面：

(1)???采用電源轉換模塊對節點進行隔離處理，能夠有效防止電池組間電壓不平衡造成的環流以及高壓器件接入瞬間的“打火”現象；

(2)??系統節點電池組結構簡單，可對電池進行全方位故障診斷定位，避免電池間復雜的電氣干擾；

(3)??系統節點獨立運行，節點內部電池出現故障，可由節點內管理子系統對故障電池位置進行屏蔽處理，保證系統的不間斷運行；?

(4)??系統擴展簡單，系統節點可自我控制和調節，能夠獨立完成充放電，通過以太網組網，由后臺系統實時監控調度，可實現系統的無限擴展；

(5)??系統節點可根據自身的參數及需求，智能調整能量的輸入、輸出。

附圖說明

圖1所述電池管理系統的結構組成示意框圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步詳細描述。