[發明專利]一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統

在審

• 申請號: 202111456083.1
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN116231829A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 周錫衛
• 申請（專利權）人: 周錫衛
• 主分類號: H02J7/36
• 分類號: H02J7/36;H02J7/00;H02J9/06;H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統，采用將電池單體串聯并配置在線監測電路和實時動態投切開關組，構成可投切電池模塊和熱備份投切電池模塊串聯的電池組串系統，克服了現有技術在監測到異常電池單體時，不能動態將故障的電池或電池包及時隔離，而是將異常電池單體所在整個電池組串或者系統整體斷開并停止儲能系統運行才能更換維護的缺陷。本方案在出現異常電池時，實時在線切出異常電池的模塊并在線接入熱備份模塊的電池或電池包，保證了電池儲能系統的正常持續運行并對電網穩定性提供了有力支撐，提高了系統利用率及投資收益，是一個保證電池儲能系統安全持續運行，減少充放電的短板效應有效解決方案。

技術領域

本發明屬于電池儲能技術領域，具體涉及一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統。

背景技術

電池儲能系統，特別是鋰電池儲能系統，為了接入儲能變流器進行充放電，需要將眾多的電池單體串聯達到儲能變流器直流側電壓工作范圍。由于電池單體先天及后天產生的不一致性，使得儲能系統的充放電產生短板效應，以及電池單體易于出現過充過放的狀況；如果對異常的電池單體不能及時監測和隔離處理，將會造成更大的惡性事故及燃爆的風險。因此，實時監測和隔離異常電池單體是保證電池儲能系統安全運行，減少充放電的短板效應所必須解決的關鍵問題。

對于上述問題現有技術采取的辦法是，監測到產生異常電池單體時，將相應的異常電池單體所在整個電池組串或者電池儲能單元系統整體切斷，停止運行并進行更換維護。這樣嚴重的影響了電池儲能系統的正常運行并對電網穩定性造成影響，降低了系統利用率及投資收益。

發明內容

為此，需要將電池單體串聯構成的電池組串在運行過程中，電池單體出現異常時能及時隔離異常的電池或電池包，使整個電池儲能系統持續運行。本發明提出一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統，其特征在于，多個可投切電池模塊與多個熱備份投切電池模塊串聯連接，構成滿足儲能變流器直流側電壓工作范圍的電池組串，并接入儲能變流器的直流端；進一步，由電池儲能管控系統通過儲能系統監控總線分別連接電池監測模塊、電池組串重構控制器及電池監測模塊，構成在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統的實時監控與能量管理路徑。

所述一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統，其特征在于，多個可投切電池模塊與多個熱備份投切電池模塊串聯連接構成的電池組串中，可投切電池模塊內具有一個可投切電池模塊電池或電池包，熱備份投切電池模塊內具有熱備份投切電池模塊第1電池或電池包和熱備份投切電池模塊第2電池或電池包兩個電池或電池包，并且熱備份投切電池模塊第1電池或電池包和熱備份投切電池模塊第2電池或電池包，受控構成一用一備或兩個串聯或兩個并聯的連接，實現在線切出異常電池或電池包和替代，以及電池組串重構，并滿足儲能變流器直流側電壓工作范圍的電池組串受控重構。

所述一種基于在線熱備份電池模塊受控投切的電池儲能系統，其特征在于，由多個可投切電池模塊和多個熱備份投切電池模塊串聯連接構成的電池組串，其電池組串的正極和負極分別通過正極直流電力線和負極直流電力線連接儲能變流器直流側的正極和負極；并且熱備份投切電池模塊與可投切電池模塊所配置的電池或電池包的電壓、電流工作范圍一致。