[發明專利]一種兼具多級保護的集裝箱多簇并聯儲能系統

在審

• 申請號: 201710329329.6
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107104453A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 馬慧嬌;林棟;司修利;張金龍
• 申請（專利權）人: 沃太能源南通有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;G01R31/36;H02H7/26;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及儲能系統，尤其涉及一種兼具多級保護的集裝箱多簇并聯儲能系統。

背景技術

近年來，隨著綠色能源戰略的推進，新一輪電力體制改革配套政策的落實，儲能技術的應用領域和應用類型逐步明晰，大規模儲能技術得到市場的認可，應用價值日趨明確。工商業領域儲能系統的重點、難點是大容量應用與大規模建設，要求儲能系統具備高安全性、高比能量、高循環壽命，目前多以集裝箱為系統載體，便捷地適應多變的應用環境。

通過多鋰電池模塊串聯組成單簇高壓電池組，并聯多簇電池組實現高能量儲能系統。鋰離子電池簇適合并聯使用，考慮到各簇荷電狀態不完全一致，并聯時將產生環流，嚴重時會直接導致所有電池組簇充電或者放電過流保護，所以需要一種安全、可靠、自動化的集裝箱儲能系統多簇電池組并聯保護裝置。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種兼具多級保護的集裝箱多簇并聯儲能系統，采用階梯上電運行的方式徹底消除電池組之間存在的環路電流，同時在并聯上電運行時，提供模塊級-單簇級-多簇級三級保護，確保了多簇電池組的使用安全性，運行可靠性。

本發明揭示了一種兼具多級保護的集裝箱多簇并聯儲能系統，包括多個單簇儲能系統及三級控制器，多個單簇儲能系統之間并聯并與一個三級控制器通信，所述單簇儲能系統由多個電池箱，安全供電模塊，二級單簇控制器組成，其中：

所述電池箱由多2并16串單體電芯和本地監控單元組成，電池箱之間依次串聯，同時本地監控單元之間采用CAN1總線內網通信；

安全供電模塊正負輸入端連接串聯的電池箱，各簇的安全供電模塊的正負輸出端并聯接入集裝箱儲能系統的高壓正負極輸出，所述二級單簇控制器對安全供電模塊進行測控，同時通過CAN1接口接入CAN1總線內網與電池箱之間通信，通過CAN2內網接口接入CAN2總線內網與三級控制器通信；

所述三級控制器通過CAN1總線外網與外部管理系統通信，通過485總線外網接入逆變器。

作為優選，所述本地監控單元包括電壓采集模塊，溫度采集模塊，本地監控單片機，主動均衡模塊，被動均衡模塊，光電報警模塊及CAN1通信模塊，其中電壓采集模塊對各個單體電芯的電壓值進行采集，并發送至本地監控單片機，本地監控單片機對采集的電壓進行數據校驗，然后計算出單體電芯的總電壓，平均電壓，最高電圧，最低電壓及奇偶電壓，并通過CAN1通信模塊接入CAN1總線內網送入二級單簇控制器內，所述溫度采集模塊通過溫度傳感器對各個單體電芯的溫度進行采集，并發送至本地監控單片機，所述本地監控單片機對采集的溫度數據進行校準，然后計算出各個單體電芯的總溫度，平均溫度，最高溫度，最低溫度及PCBA溫度，并通過CAN1通信模塊接入CAN1總線內網送入二級單簇控制器內，同時本地監控單片機對計算的電壓值和溫度值進行過壓和過溫判斷，對存在故障的通過光電報警模塊進行告警，同時本地監控單片機接收二級單簇控制器發送過來的均衡調節控制信號，通過主動均衡模塊或被動均衡模塊進行升壓或降壓處理。

作為優選，所述安全供電模塊具有正負輸入端，正負輸出端，預充繼電器，主繼電器及塑殼斷路器，其中塑殼斷路器串聯在正負輸出端，為雙路高壓塑殼斷路器，控制輸出的通斷，所述預充繼電器與主繼電器并聯，然后再串聯在正極輸入端和塑殼斷路器之間。

作為優選，所述二級單簇控制器包括單簇控制單片機，CAN1通信模塊，CAN2通信模塊，絕緣模塊，AC/DC供電模塊，繼電器驅動模塊及RTCC備用電源，其中單簇控制單片機通過CAN1通信模塊接入CAN1總線內網接收電池箱發送過來的電壓及溫度數據并對這些數據進行處理統計獲得該簇的總電流，總電壓，總絕緣電阻，總荷電等數據，并通過CAN2通信模塊接入CAN2總線內網將數據發送至三級控制器，同時單簇控制單片機通過繼電器驅動模塊驅動安全供電模塊內的主繼電器和預充繼電器，所述絕緣模塊連接高壓正負輸出及單簇控制單片機，對連接高壓正負輸出的動力線對地絕緣電阻值進行采集，并進行評判是否達到兆及以上標準，從而確定其絕緣性能，所述AC/DC供電模塊對整個二級單簇控制器進行供電，且在斷電后通過RTCC備用電源供電。