CN108631346A - 可扩展的能源储存*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可扩展的能源储能储存***。该可扩展的能源储能储存***包括对并网电压、电流进行调节的并网逆变***和对能源进行储存的可扩展电池组，可扩展电池组的数量为多个，并网逆变***的能源输出端与供电网络连接，并网逆变***的能源输入端分别与各可扩展电池组的储能端连接，并网逆变***的状态信号接收端分别与各可扩展电池组的状态信号输出端连接。每个可扩展电池组包括多个电池包，控制***的状态信号接收端分别与各电池包的状态信号输出端连接，通过控制***对各电池包进行单独控制。本申请解决了能源储存***复杂程度高、可扩展性低、稳定性差的技术问题。

Description

可扩展的能源储存***

技术领域

本申请涉及能源储存技术领域，具体而言，涉及一种可扩展的能源储存***。

背景技术

随着科学技术的发展，能源存储越来越成为人们关注的技术。人们对不同的能源储存方法和***进行了各式各样的尝试，电池即为其中一种。一些大规模能源储存***是由小的电池组经过串并联组成的，这些小的电池组又是由更小单元的电池经过串并联组成的。这样的***会通过断路开关和保险丝，并通过高层的管理策略来实现电池和电池组的并联，这些因素会大幅提升***的复杂程度，降低***的运行效率。另外，当电池和电池组并联时，二者的放电电压必须严格相等，这一特点会大幅限制电池组的可扩展性。对于电池组的设计方来说，需要组建非常相似的电池及电池组来搭建储能***，否则会需要增加辅助设备来让电池工作在一个给定的状态下，而且这样搭建的储能***在任何一个电池或电池组发生故障时都可能使整个***瘫痪，安全性低、稳定性差。

针对相关技术中能源储存***复杂程度高、可扩展性低、稳定性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种可扩展的能源储存***，以解决能源储存***复杂程度高、运行效率低、稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种可扩展的能源储存***。

根据本申请的可扩展的能源储存***，包括：

对并网电压、电流进行调节的并网逆变***；

对能源进行储存的可扩展电池组，所述可扩展电池组的数量为多个，

所述并网逆变***的能源输出端与供电网络连接，所述并网逆变***的能源输入端分别与各所述可扩展电池组的储能端连接，所述并网逆变***的状态信号接收端分别与各所述可扩展电池组的状态信号输出端连接。

进一步的，所述并网逆变***包括传输能源的直流总线和采集所述可扩展电池组状态信息的控制总线，所述并网逆变***的能源输入端通过所述直流总线分别与各所述可扩展电池组的储能端连接，所述并网逆变***的状态信号接收端通过所述控制总线分别与各所述可扩展电池组的状态信号输出端连接。

进一步的，所述并网逆变***包括温度控制***、至少一个交流接触器和至少一个逆变器，所述直流总线依次通过所述逆变器和所述交流接触器后与所述并网逆变***的能源输出端连接。

进一步的，所述温度控制***、所述交流接触器和所述逆变器的控制端分别与控制总线连接。

进一步的，所述可扩展电池组包括多个电池包和采集所述电池包状态信息的控制***，所述控制***的状态信号接收端分别与各所述电池包的状态信号输出端连接，控制***的状态信号输出端与所述控制总线连接，所述电池包的储能端与所述直流总线连接。

进一步的，所述可扩展电池组包括多个与所述电池包相对应的升压模块，所述升压模块设置在所述电池包与所述直流总线之间。

进一步的，所述所述升压模块设置在所述电池包与所述直流总线之间，所述升压模块的控制信号接收端与所述控制***的控制信号输出端与连接。

进一步的，所述可扩展电池组包括温控***，所述温控***的控制端与所述控制***的控制信号输出端连接。

进一步的，所述温控***包括升温装置和制冷装置。

进一步的，所述并网逆变***与所述用电负载之间设置有升压变压器。

在本申请实施例中，采用多个可扩展电池组独立设置的方式，通过并网逆变***对每个可扩展电池组的状态信息进行采集，并通过并网逆变***对每个可扩展电池组的工作状态进行单独控制和能源的传输，从而实现了简化能源储存***结构，增强可扩展性和工作稳定性的技术效果，进而解决了能源储存***复杂程度高、可扩展性低、稳定性差的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明可扩展的能源储存***的结构框图；

图2是本发明可扩展的能源储存***中可扩展电池组的内部结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及他的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

此外，术语“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请涉及一种可扩展的能源储存***，该可扩展的能源储存***包括并网逆变***2和多个独立的可扩展电池组8，并网逆变***2的能源输出端与外接供电网络1连接，并网逆变***2的能源输入端分别与各可扩展电池组8的储能端连接，并网逆变***2的状态信号接收端分别与各可扩展电池组8的状态信号输出端连接。采用多个可扩展电池组8独立设置的方式，通过并网逆变***2对每个可扩展电池组8的状态信息进行采集，并通过并网逆变***2对每个可扩展电池组8的工作状态进行单独控制和能源的传输，从而实现了简化能源储存***结构，增强可扩展性和工作稳定性的技术效果。

如图1所示，并网逆变***2包括直流总线7、控制总线3、温度控制***4、交流接触器(AC接触器)5和逆变器(DC/AC)6，并网逆变***2的能源输出端依次通过交流接触器5和逆变器6与直流总线7连接，直流总线7分别与各可扩展电池组8的储能端连接，并网逆变***2的状态信号接收端通过控制总线3分别与各可扩展电池组8的状态信号输出端连接，并网逆变***2的控制信号输出端通过控制总线3分别与温度控制***4、交流接触器5和逆变器6的控制端连接。设置有直流总线7和控制总线3，直流总线7和控制总线3分别与每个可扩展电池组8单独连接，便于对每个可扩展电池组8进行单独控制和状态信息的采集，可扩展性更强。

如图2所示，可扩展电池组8包括控制***10、多个独立的电池包11和多个与电池包11相对应的升压模块(DC/DC)12，控制***10的状态信号接收端分别与各电池包11的状态信号输出端连接，升压模块12设置在对应的电池包11与直流总线7之间，控制***10的控制信号输出端与升压模块12的控制信号接收端连接，通过控制***10对升压模块12进行单独控制。控制***10的状态信号输出端与控制总线3连接，电池包11的储能端与直流总线7连接。每个独立的电池包11在电路上相互隔离，从而能够对不同的电池包11进行单独管控，各电池包11相互之间没有影响。升压模块12对电池包11侧的电压增压后传输到直流总线7上。

如图2所示，可扩展电池组8包括温控***，温控***包括升温装置13和制冷装置14，升温装置13的控制端与控制***10的控制信号输出端连接，制冷装置14的控制端与控制***10的控制信号输出端连接。能够单独对每个可扩展电池组8的内部温度进行控制，根据控制***10采集到的温度信息分别对升温装置13和制冷装置14的工作状态进行控制，保证各电池包11和升压模块12正常工作，延长可扩展电池组8的使用寿命。

本发明的一些实施例中，每个可扩展电池组8中电池包11的数量为十个。

本发明的一些实施例中，并网逆变***2与外接用电负载之间设置有升压变压器。

该装置的工作原理为：在可扩展电池组8放电过程中，直流总线7将每个可扩展电池组8的能源接入到并网逆变***2中，在通过并网逆变***2将能源输送给外接用电负载；在可扩展电池组8充电过程中，直流总线7将供电电网1的能源输送到各可扩展电池组8中进行储存。直流总线7一般采用400V电压进行能源的传输，也可以根据具体需要对电压进行调节。直流总线7与外接供电网络1之间设置有一个或者多个逆变器6，将直流电转换成交流电，同时能够保持与供电网络1的相位一致。直流总线7与外接供电网络1之间还设置有一个或多个交流接触器5，经逆变器6转换的交流电需要经交流接触器5与供电网络相连，这保证了输电的安全可控。

可扩展电池组8与并网逆变***2之间设置有控制总线3，该控制总线3能够起到在可扩展电池组8与并网逆变系2之间交换信息的功能，控制总线3的实现形式可以采用但不限于CAN总线等多种现场总线类型。控制总线3内的控制器能够收集各可扩展电池组8的状态信息，并依此对其进行温度和功率方面的调整，同时该控制总线3还能够对并网逆变***2中逆变器6、交流接触器5和温度控制***4的工作状态进行控制。

可扩展电池组8内电池包11的数量可以依据需求进行调节。每个电池包与一个独立的升压模块12连接，升压模块12把电池包11侧的约40V的直流电增压至400V左右用于在直流总线7上传输。同时每个独立的电池包11在电路上相互隔离，从而能够对不同的电池包11进行单独管控。每个电池包11与控制***10连接，控制***10负责监控各升压模块12与各电池包11的工作状态，同时对该可扩展电池组8的温度进行控制。其温控***包括但不限于一个升温装置13和一个制冷装置14。控制***10与控制总线3连接，并传递相关控制信息和采集到的状态信息。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可扩展的能源储存***，其特征在于，包括：

对并网电压、电流进行调节的并网逆变***(2)；

对能源进行储存的可扩展电池组(8)，所述可扩展电池组(8)的数量为多个，

所述并网逆变***(2)的能源输出端与供电网络(1)连接，所述并网逆变***(2)的能源输入端分别与各所述可扩展电池组(8)的储能端连接，所述并网逆变***(2)的状态信号接收端分别与各所述可扩展电池组(8)的状态信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述并网逆变***(2)包括传输能源的直流总线(7)和采集所述可扩展电池组(8)状态信息的控制总线(3)，所述并网逆变***(2)的能源输入端通过所述直流总线(7)分别与各所述可扩展电池组(8)的储能端连接，所述并网逆变***(2)的状态信号接收端通过所述控制总线(3)分别与各所述可扩展电池组(8)的状态信号输出端连接。

3.根据权利要求2所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述并网逆变***(2)包括温度控制***(4)、至少一个交流接触器(5)和至少一个逆变器(6)，所述直流总线(7)依次通过所述逆变器(6)和所述交流接触器(5)后与所述并网逆变***(2)的能源输出端连接。

4.根据权利要求3所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述温度控制***(4)、所述交流接触器(5)和所述逆变器(6)的控制端分别与控制总线(3)连接。

5.根据权利要求2所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述可扩展电池组(8)包括多个电池包(11)和采集所述电池包(11)状态信息的控制***(10)，所述控制***(10)的状态信号接收端分别与各所述电池包(11)的状态信号输出端连接，控制***(10)的状态信号输出端与所述控制总线(3)连接，所述电池包(11)的储能端与所述直流总线(7)连接。

6.根据权利要求5所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述可扩展电池组(8)包括多个与所述电池包(11)相对应的升压模块(12)。

7.根据权利要求6所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述所述升压模块(12)设置在所述电池包(11)与所述直流总线(7)之间，所述升压模块(12)的控制信号接收端与所述控制***(10)的控制信号输出端与连接。

8.根据权利要求5所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述可扩展电池组(8)包括温控***，所述温控***的控制端与所述控制***(10)的控制信号输出端连接。

9.根据权利要求8所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述温控***包括升温装置(13)和制冷装置(14)。

10.根据权利要求1所述的可扩展的能源储存***，其特征在于，所述并网逆变***(2)与所述用电负载之间设置有升压变压器。