[發明專利]電池梯次利用儲能系統及其可重構裝置和架構

在審

• 申請號: 202011018119.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112039216A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 慈松;康重慶;程林;肖曦;張寧
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J7/00;G01R31/396;G01R31/385;G01R31/36;G01R31/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 歐陽高鳳

1.一種電池梯次利用儲能系統的可重構裝置，其特征在于，所述可重構裝置包括：

能量網卡背板，所述能量網卡背板對應多個電池模組設置，所述能量網卡背板用于將所述多個電池模組中每個電池模組獨立接入或旁路；

能量集線器，所述能量集線器用于對所述每個電池模組進行參數檢測以獲取所述每個電池模組的狀態數據；

能量交換機，所述能量交換機與所述能量集線器進行通訊連接，所述能量交換機用于根據所述每個電池模組的狀態數據生成可重構控制指令，并將所述可重構控制指令發送給所述能量集線器，以通過所述能量集線器對所述能量網卡背板進行控制。

2.如權利要求1所述的可重構裝置，其特征在于，所述多個電池模組分別與對應設置的一個所述能量網卡背板構成一個電池單元，所述電池單元采用串聯組網形式以形成電池組。

3.如權利要求1所述的可重構裝置，其特征在于，所述能量網卡背板包括：

輸入端口，所述輸入端口連接到所述電池組的對外輸出端；

多個控制端口，所述多個控制端口分別連接到所述能量集線器；

多個接入電路，所述多個接入電路中每個接入電路與所述輸入端口、對應的控制端口和對應的電池模組相連，每個所述接入電路用于將對應的電池模組接入或旁路。

4.如權利要求3所述的可重構裝置，其特征在于，所述每個接入電路包括：

熱插拔連接器，所述熱插拔連接器的一端與所述電池模組的一端相連，所述熱插拔連接器的另一端與所述電池模組的另一端相連；

第一功率開關，所述第一功率開關的第一端與所述輸入端口相連，所述第一功率開關的第二端與所述熱插拔連接器的一端相連，所述第一功率開關的第三端與所述熱插拔連接器的另一端相連，所述第一功率開關的控制端與所述控制端口相連。

5.如權利要求3所述的可重構裝置，其特征在于，所述能量集線器包括：

檢測電路，所述檢測電路連接到所述電池模組的輸出端口，所述檢測電路用于檢測所述電池模組的狀態參數；

多個電平發生電路，所述多個電平發生電路與所述多個控制端口對應相連，所述電平發生電路用于輸出驅動信號至所述控制端口，以對所述接入電路進行切換控制；

第一通訊電路，所述第一通訊電路與所述能量交換機相連，所述第一通訊電路用于建立所述能量集線器與所述能量交換機之間的通訊連接；

第一控制電路，所述第一控制電路分別與所述第一通訊電路、所述多個電平發生電路和所述檢測電路相連，所述第一控制電路用于根據所述電池模組的狀態參數獲取所述電池模組的狀態數據，并通過所述第一通訊電路將所述電池模組的狀態數據發送給所述能量交換機，以及通過所述第一通訊電路接收所述能量交換機下發的可重構控制指令，并根據所述可重構控制指令控制所述電平發生電路產生驅動信號。

6.如權利要求1所述的可重構裝置，其特征在于，所述能量交換機包括：

第二通訊電路，所述第二通訊電路用于建立所述能量交換機與所述能量集線器之間的通訊連接；

控制芯片電路和高速運算電路，所述控制芯片電路分別與所述第二通訊電路和所述高速運算電路相連，所述控制芯片電路通過所述第二通訊電路接收所述能量集線器上傳的所述電池模組的狀態數據，并將所述電池模組的狀態數據發送給所述高速運算電路進行計算處理，以及根據所述高速運算電路的計算處理結果生成所述可重構控制指令，并通過所述第二通訊電路將所述可重構控制指令下發給所述能量集線器。

7.如權利要求6所述的可重構裝置，其特征在于，所述第二通訊電路還用于建立所述能量交換機與上位機之間的通訊連接，以便所述能量交換機接收所述上位機下發的遠程管控指令。

8.如權利要求2所述的可重構裝置，其特征在于，所述可重構裝置還包括能量適配器，所述能量適配器包括：

熔斷器，所述熔斷器串聯在所述電池組的對外輸出端，以對所述電池組進行過流保護；

端口保護電路，所述端口保護電路包括吸收電容和保護二極管，以對所述電池組的輸出進行能量波動抑制。