[發明專利]一種多模塊備份電池管理系統與直流母線的對接及配置的方法與系統

有效

• 申請號: 201310392923.1
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103457339A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 慈松;王強文
• 申請（專利權）人: 慈松
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/35
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 夏宇和

技術領域

本發明屬于供電或配電的電路裝置或系統、以及電能存儲系統領域，具體涉及備份電池管理系統與相應直流母線的對接交互技術。

背景技術

目前已有技術中的電池管理系統多采用集中式電池管理系統，其主要包括電池組的總電壓、電流和溫度等數據的采集電路，電壓的隔離電路，高壓和風扇的開關控制電路，A/D轉換電路,數據存儲和傳輸模塊等等。集中式電池管理系統的工作原理是由前端的數據采集模塊進行電壓、電流和溫度的采集,然后對數據進行統一的轉換、處理和存儲，以及一些必要的控制，最后達到對電池的監控作用，以保證電池工作的安全性。

集中式電池管理系統的不足之處主要有以下幾點：

（1）對電池組進行信號采集，不能檢測到每個電池單體，精度差，對信號處理要求高；

（2）其可擴展性較弱，應變能力不強，難以適應負載變化；

（3）當電池故障時只能替換整個電池組。

直流母線采用多模塊備份電池管理系統是一種先進的直流母線備份應急供電方法。這是在多模塊備份電池管理系統出現后才產生的結合方法，可以有效地克服集中式方式的缺陷。

多模塊備份電池管理系統是一個由軟件和硬件設備組合而成的系統，其基本功能有:1）監測電池組以及單體電池的工作情況,例如單節電池的電壓、電池組總電壓、工作電流、環境溫度等；2）管理電池的工作情況,通過電池的開路電壓和充、放電電流計算電池的剩余電量，避免出現過充、過放、過熱等情況；3）保護電池,及時報警，避免電池工作在極端的條件下發生電池壽命縮短,損壞,甚至發生爆炸、起火等危害人身安全的事故。

根據多模塊備份電池管理系統的管理功能，將之與交流或直流母線對接，以期在交流或直流母線出現供電故障時可以及時有效地實現備份功能，來全部或部分的擔負起對用電器的供電職能。多模塊備份電池管理系統和交流或直流母線的對接及配置技術是該系統實現母線故障應急供電和備份功能的關鍵技術。

以分布式供電系統為例，多基于直流母線架構，如圖1所示，光伏電池陣列、燃料電池、蓄電池、儲能裝置、以及其他形式的分布式發電單元等通過DC/DC轉換接入直流總線，直流總線再通過DC/DC轉換、或者DC/AC等接入電網或連接交/直流負載。現有直流母線架構下的多模塊備份電池管理系統與直流母線的對接管理技術是技術難點與熱點。基于直流母線方式的分布式能量管理技術重點在于解決供、需、儲三者的宏觀關系上，目前已有的技術方案缺少宏觀管理下的多模塊備份電池管理系統與直流母線對接的系統與微觀管理技術。

與現有技術相比，本發明采用分布式電池管理系統的優點主要有以下幾點：

（1）??具有更高的能源利用效率；

（2）??其可靠性更高，可用性更好；

（3）?其穩定性更高，支持大容量儲能，并且可靈活擴容。

發明內容

本發明提出了一種多模塊電池或電池組與直流母線對接的系統和方法，用于實現多模塊電池或電池組對直流母線的實時放電控制，以及實現對直流母線進行充電以實時備用，可選的超級電容組進行平滑過渡。

參見圖2，示出了直流母線和多模塊備份電池管理系統的關系示意圖。本發明的對接系統包括直流母線、多模塊備份電池管理系統等；直流母線連接由AC/DC、DC/DC或其他供電方法提供的直流電能、以及用電設備，具體來說，如圖2所示，直流母線12V(或者其它電壓值，如48V等)從供電設備（如AC/DC或DC/DC轉換器電源或其它供電方法）處獲得電流，提供給用電器（如服務器）。多模塊備份電池管理系統通過對接和配置的方法和系統掛在直流母線上，實現多模塊備份電池或電池組與直流母線的實時充、放電控制，以及檢測報警等功能。??

根據本發明，本發明一方面涉及一種多模塊備份電池管理系統與直流母線的對接及配置的方法，其中，直流母線與外部供電設備以及用電器串聯連接，直流母線從外部供電設備獲得電能，并提供給用電器；實時監測直流母線電壓值，以及實時監測多模塊備份電池管理系統工作模式，多模塊備份電池管理系統與直流母線對接配置，根據直流母線的電壓值對直流母線進行實時充、放電控制，以及檢測報警功能。多模塊備份電池管理系統包括多模塊電池或電池組。