儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置制造方法
【專利摘要】?jī)?chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，其特征是，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元A（1）及儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B（2）構(gòu)成；儲(chǔ)能電池組間均衡單元A（1）與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B（2）采用采用通信接口進(jìn)行信息交換，及由均衡接口進(jìn)行電氣串連。本裝置能自動(dòng)采集儲(chǔ)能電池的電壓、溫度及報(bào)警等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池組串性能的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；并能根據(jù)儲(chǔ)能電池的指標(biāo)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)進(jìn)行不同組串間的電池電量的均衡。尤其是能較好解決儲(chǔ)能電池單體初始狀態(tài)存在差異時(shí)的電量均衡問(wèn)題，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】?jī)?chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及分布式發(fā)電及儲(chǔ)能領(lǐng)域的控制裝置，特指儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)能電池作為一種很具有應(yīng)用前景的器件，現(xiàn)已在儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車中開(kāi)始應(yīng)用。但對(duì)于一定數(shù)量的儲(chǔ)能電池串聯(lián)應(yīng)用時(shí)，由于儲(chǔ)能電池單體性能上存在差異，尤其是儲(chǔ)能電池單體的初始狀態(tài)存在差異時(shí)，電池組串間的電量動(dòng)態(tài)均衡能力直接關(guān)系到儲(chǔ)能電池整體的運(yùn)行水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的正是為了解決上述不足，而提出一種儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，它具有對(duì)儲(chǔ)能電池單體的電壓信號(hào)采集、溫度信號(hào)采集、報(bào)警信息采集、串內(nèi)均壓控制，及在不同電池組間進(jìn)行電量均衡的功能。
[0004]本實(shí)用新型的功能是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，本實(shí)用新型特征是，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元A及儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B構(gòu)成；儲(chǔ)能電池組間均衡單元A與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B采用采用通信接口進(jìn)行信息交換，及由均衡接口進(jìn)行電氣串連；其中:
[0006]儲(chǔ)能電池組間均衡單元A包括多路開(kāi)關(guān)、可控緩沖電路，及用于與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B相連的均衡接口 A、通信接口 A ;其中均衡接口 A與多路開(kāi)關(guān)串接，多路開(kāi)關(guān)與可控緩沖電路串接；
[0007]儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B包括多路開(kāi)關(guān)、均衡接口 B、通信接口 B、儲(chǔ)能體采集與均衡接口 ；其中均衡接口 B與多路開(kāi)關(guān)串接，多路開(kāi)關(guān)與儲(chǔ)能體采集與均衡接口串接。
[0008]本實(shí)用新型與儲(chǔ)能電池組間均衡單元A連接的儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B為一個(gè)或一個(gè)以上的多個(gè)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元。
[0009]本裝置能自動(dòng)采集儲(chǔ)能電池的電壓、溫度及報(bào)警等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池組串性能的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；并能根據(jù)儲(chǔ)能電池的指標(biāo)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)進(jìn)行不同組串間的電池電量的均衡。尤其是能較好解決儲(chǔ)能電池單體初始狀態(tài)存在差異時(shí)的電量均衡問(wèn)題，具有良好的應(yīng)用前景。
[0010]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型內(nèi)容。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置功能及連接圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0013]見(jiàn)圖1，儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，本實(shí)用新型特征是，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元Al及儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B2構(gòu)成；儲(chǔ)能電池組間均衡單元Al與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B2采用采用通信接口進(jìn)行信息交換，及由均衡接口進(jìn)行電氣串連；其中:
[0014]儲(chǔ)能電池組間均衡單元Al包括多路開(kāi)關(guān)4、可控緩沖電路7，及用于與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B2相連的均衡接口 A5、通信接口 A6 ;其中均衡接口 A5與多路開(kāi)關(guān)4串接，多路開(kāi)關(guān)4與可控緩沖電路7串接；
[0015]儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B2包括多路開(kāi)關(guān)4、均衡接口 B5、通信接口 B6、儲(chǔ)能體采集與均衡接口 8 ;其中均衡接口 B5與多路開(kāi)關(guān)4串接，多路開(kāi)關(guān)4與儲(chǔ)能體采集與均衡接口 8串接。
[0016]本實(shí)用新型與儲(chǔ)能電池組間均衡單元Al連接的儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B2為一個(gè)或一個(gè)以上的多個(gè)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元2。
[0017]如圖1，本微網(wǎng)控制裝置應(yīng)用于對(duì)多個(gè)儲(chǔ)能電池體的信息采集及控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池單體的電壓信號(hào)采集、溫度信號(hào)采集、均壓控制、報(bào)警信息采集，及在不同電池串間進(jìn)行電量均衡等。本裝置由儲(chǔ)能電池組間均衡單元及儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元兩個(gè)部分組成。其中，儲(chǔ)能電池組間均衡單元重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與不同儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡裝置的信息交換，及進(jìn)行不同組串間電池性能差異程度的計(jì)算；儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池單體的電壓信號(hào)采集、溫度信號(hào)采集、報(bào)警信息采集、串內(nèi)均壓控制。
[0018]兩級(jí)控制單元間的協(xié)調(diào)過(guò)程如下:同一串內(nèi)電池的均衡由儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元實(shí)現(xiàn)，當(dāng)串內(nèi)電池的電壓差異指標(biāo)在指定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)達(dá)到閥值detaVl時(shí)，啟動(dòng)串內(nèi)均衡，減小串內(nèi)電池間電壓的差異性；當(dāng)整個(gè)儲(chǔ)能電池不同組別之間某兩個(gè)電池間的電壓指標(biāo)在指定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)達(dá)到閥值detaV2時(shí)，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元啟動(dòng)動(dòng)態(tài)均衡功能，此時(shí)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡功能退出。工作過(guò)程為:通過(guò)多路開(kāi)關(guān)完成對(duì)指定的儲(chǔ)能電池單體的選擇，然后通過(guò)均衡線在儲(chǔ)能電池組間均衡單元上將兩個(gè)電池進(jìn)行連接，然后控制多路開(kāi)關(guān)及可控緩沖電路中斷路器的閉合，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電池間的均衡。隨著均衡電路工作，均衡電流持續(xù)下降，當(dāng)電流小于閥值detal時(shí)，均衡結(jié)束。此時(shí)，控制可控緩沖電路中的斷路器斷開(kāi)、多路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，兩個(gè)電池間無(wú)電氣連接。最后，將控制權(quán)交給儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元，實(shí)現(xiàn)串內(nèi)均衡控制。
[0019]如圖2，為本裝置的實(shí)用示例說(shuō)明。在一個(gè)實(shí)際的儲(chǔ)能工程中，一般需要將數(shù)十只乃到數(shù)百只儲(chǔ)能電池進(jìn)行串聯(lián)，而當(dāng)出現(xiàn)某些電池在應(yīng)用過(guò)程中更換的情況下，將不能保證電池間初始狀態(tài)的相近性，從而會(huì)影響到電池整體性能的發(fā)揮。本裝置則能較好地解決這一技術(shù)問(wèn)題。
[0020]在實(shí)際應(yīng)用中本儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元一般管理16只儲(chǔ)能電池，通過(guò)均衡/采集線實(shí)現(xiàn)對(duì)串內(nèi)各電池的性能的采集，包括電壓信號(hào)、溫度信號(hào)、報(bào)警信息。及實(shí)現(xiàn)16只電池間的均壓控制。儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元與儲(chǔ)能電池組間均衡單元采用Modbus通信規(guī)約進(jìn)行信息交換，重點(diǎn)上傳電池的電壓信號(hào)，若某只電池出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，閉鎖組間的均衡功能。儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元一般采用直流24V供電，若供電條件不能滿足要求時(shí)，另配置一塊220VAC轉(zhuǎn)換到24VDC的開(kāi)關(guān)電源，容量不小于50VA。
[0021]儲(chǔ)能電池組間均衡單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元的管理，最多可管理32個(gè)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元，即本裝置最大可管理512只儲(chǔ)能電池。[0022]儲(chǔ)能電池組間均衡單元主要的功能是對(duì)不同串間的儲(chǔ)能電池單元進(jìn)行均衡，并監(jiān)視不同儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警并上送報(bào)警信息。
[0023]在圖2中假設(shè)#1儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元的第I號(hào)電池與#2儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元的第16號(hào)電池之間的電壓差在5分鐘內(nèi)持續(xù)大于閥值detaV2，則#1及#2儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元退出內(nèi)部均衡，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元實(shí)現(xiàn)均衡控制。此時(shí)，由#1及#2儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元內(nèi)的多路開(kāi)關(guān)分別選中第I號(hào)電池和第16號(hào)電池，然后通過(guò)與儲(chǔ)能電池組間均衡單元連接的均衡線，再經(jīng)均衡接口及多路開(kāi)關(guān)與可控緩沖電路連接，從而形成一個(gè)有效的電氣鏈路。儲(chǔ)能電池組間均衡單元在判斷控制邏輯及操作過(guò)程正確無(wú)異常后，閉合可控緩沖電路中的斷路器，實(shí)現(xiàn)兩只電池間電壓的均衡。
[0024]隨著均衡電路工作，均衡電流持續(xù)下降，當(dāng)電流小于閥值detal時(shí)，均衡結(jié)束。此時(shí)，控制可控緩沖電路中的斷路器斷開(kāi)，儲(chǔ)能電池組間均衡單元的多路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，及兩只電池所在的儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元中的多路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，這時(shí)兩個(gè)電池間無(wú)電氣連接。完成組間均衡的全過(guò)程。
[0025]最后，將控制權(quán)交給儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元，恢復(fù)到串內(nèi)均衡控制。
[0026]儲(chǔ)能電池組間均衡單元一般采用直流24V供電，若供電條件不能滿足要求時(shí)，另配置一塊220VAC轉(zhuǎn)換到24VDC的開(kāi)關(guān)電源，容量不小于100VA。
【權(quán)利要求】
1.儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，其特征是，由儲(chǔ)能電池組間均衡單元A(I)及儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B (2)構(gòu)成；儲(chǔ)能電池組間均衡單元A (I)與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B (2)采用采用通信接口進(jìn)行信息交換，及由均衡接口進(jìn)行電氣串連；其中: 儲(chǔ)能電池組間均衡單元A (I)包括多路開(kāi)關(guān)(4)、可控緩沖電路(7)，及用于與儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B (2)相連的均衡接口 A (5)、通信接口 A (6);其中均衡接口 A (5)與多路開(kāi)關(guān)(4)串接，多路開(kāi)關(guān)(4)與可控緩沖電路(7)串接； 儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B (2)包括多路開(kāi)關(guān)(4)、均衡接口 B (5)、通信接口 B (6)、儲(chǔ)能體采集與均衡接口(8);其中均衡接口 B (5)與多路開(kāi)關(guān)(4)串接，多路開(kāi)關(guān)(4)與儲(chǔ)能體采集與均衡接口(8)串接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電池組串監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)均衡裝置，其特征是，與儲(chǔ)能電池組間均衡單元A (I)連接的儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元B (2)為一個(gè)或一個(gè)以上的多個(gè)儲(chǔ)能電池串內(nèi)均衡單元(2)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203553992SQ201320638721
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】蘇適, 嚴(yán)玉廷, 劉友寬, 李萍, 楊洋 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院（集團(tuán)）有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司