[實(shí)用新型]磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420167967.4
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN203788024U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓競科
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇博強(qiáng)新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，由于磷酸鐵鋰電池自身的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于儲能裝置、電動汽車、電動自行車、電動工具等各個領(lǐng)域，中國國內(nèi)和國外也有多家廠商研制磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)；然而這些電池管理系統(tǒng)都主要應(yīng)用于電動汽車的電池管理，這與發(fā)電廠、水電站以及各類變電站的電源系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)具有明顯的不同。但是，磷酸鐵鋰電池在各類變電站等大電壓電源系統(tǒng)中使用過程中，會出現(xiàn)電池單體數(shù)量較多時的均衡和充放電的協(xié)調(diào)控制的問題、以及與充電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制問題，主要表現(xiàn)在因外界負(fù)載千奇萬變、以及電池串之間在充放電使用過程中極易產(chǎn)生的個體差異，均會導(dǎo)致整個系統(tǒng)通過物理開關(guān)進(jìn)行切斷而使整個系統(tǒng)被迫停止運(yùn)行，不適合備電需求，這在諸如IPG數(shù)據(jù)機(jī)房24小時不間斷運(yùn)行環(huán)境中是不能被接受的；同時因物理開關(guān)的開合為帶電操作，也非常容易造成其自身的損傷和使用壽命；鋰電池在浮充狀態(tài)下，如果電池不一致，會發(fā)生單節(jié)電壓過高，如果只使用物理開關(guān)，而物理開關(guān)的壽命有限，失效后容易導(dǎo)致安全性事故發(fā)生，另外這樣也導(dǎo)致整個管理系統(tǒng)不能進(jìn)行短路保護(hù)和反接保護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：由于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)中只存在控制整體電池組通斷的物理開關(guān)，具有容易因?yàn)樨?fù)載的不同或者單個電池的個體差異切斷整個供電系統(tǒng)，從而影響負(fù)載的持續(xù)運(yùn)行的問題，本實(shí)用新型提供了一種磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)通過在每組電池串中串聯(lián)的電子開關(guān)來分別控制每組電池串的通斷來解決上述問題。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，包括磷酸鐵鋰蓄電池組、檢測模塊、控制模塊、充放電模塊和繼電開關(guān)，所述磷酸鐵鋰蓄電池組與充放電模塊和繼電開關(guān)連接，所述充放電模塊和繼電開關(guān)與所述控制模塊連接，所述磷酸鐵鋰蓄電池組包括M*N個單體磷酸鐵鋰蓄電池，所述M*N個單體磷酸鐵鋰蓄電池的連接方式為M組由N個單體磷酸鐵鋰蓄電池串聯(lián)的電池串并聯(lián)，每組所述電池串均串聯(lián)一個電子開關(guān)，每個所述電子開關(guān)與所述控制模塊連接，所述檢測模塊用于分別檢測每組所述電池串的電流、電壓和溫度并將檢測數(shù)據(jù)傳輸給控制器，每個所述電子開關(guān)分別控制每組電池串的通斷，當(dāng)某一組電池串中的單體磷酸鐵鋰蓄電池發(fā)生異常狀況時，最先反應(yīng)的所述電子開關(guān)會以毫秒級的反應(yīng)速度斷開，對其后的所述繼電開關(guān)起到前端屏障，不會因?yàn)樨?fù)載的不同或者單體磷酸鐵鋰蓄電池的個體差異造成個別電池串發(fā)生過壓、欠壓、過流或者過溫的情況時切斷整個系統(tǒng)，保證了負(fù)載的持續(xù)運(yùn)行，另外在單體磷酸鐵鋰蓄電池個數(shù)相同的情況下，每組電池串中的串聯(lián)的單體磷酸鐵鋰蓄電池就越少，檢測更為細(xì)致，控制效果更好，而且電子開關(guān)的數(shù)量也會相應(yīng)增加。

具體的，所述控制模塊包括

MCU控制芯片，與每個所述電子開關(guān)連接，接收處理每組電池串的電流、電壓和溫度的檢測數(shù)據(jù)并分別控制每個所述電子開關(guān)的通斷；

存儲器，與所述MCU控制芯片連接，用于存儲每組所述電池串的過壓、欠壓、過流和過溫的閥值；

顯示器，與所述MCU控制芯片連接，用于顯示每組電池串的電流、電壓和溫度的檢測數(shù)據(jù)以及每組電池串的電流、電壓和溫度的檢測數(shù)據(jù)與所述過壓、欠壓、過流和過溫的閥值對比情況；

報(bào)警模塊，與所述MCU控制芯片連接，用于在任意一組所述電池串發(fā)生過壓、欠壓、過流或者過溫的情況下發(fā)出報(bào)警信號通知工作人員；

通信模塊，分別與外部電腦和所述MCU控制芯片連接，用于所述MCU控制芯片將所述每組電池串的電流、電壓和溫度的檢測數(shù)據(jù)傳輸給外部電腦以及將通過所述電腦輸入的每組所述電池串的過壓、欠壓、過流和過溫的閥值傳輸給所述MCU控制芯片。

作為優(yōu)選，所述檢測模塊包括M個電壓檢測電路、M個電流檢測電路和M個溫度檢測電路，所述M個電壓檢測電路的輸入端分別與每組所述電池串連接，輸出端與所述MCU控制芯片連接，所述M個電流檢測電路的輸入端分別與每組所述電池串連接，輸出端與所述MCU控制芯片連接，所述M個溫度檢測電路的輸入端分別與每組所述電池串連接，輸出端與所述MCU控制芯片連接。

作為優(yōu)選，所述電子開關(guān)為IGBT或者M(jìn)OSET。

為了分別控制所述磷酸鐵鋰蓄電池組的充放電，所述充放電模塊包括充電控制電路和放電控制電路，均與所述MCU控制芯片連接；

所述MCU控制芯片，在任意一組所述電池串發(fā)生過壓、欠壓、過流或者過溫時控制所述充電控制電路和放電控制電路停止充電或者放電。