CN112467839B - 一种电池簇管理装置及电池储能*** - Google Patents

一种电池簇管理装置及电池储能*** Download PDF

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Abstract

本发明提供的电池簇管理装置及电池储能***，应用于供电技术领域，该电池簇管理装置包括联网电路和综合控制器，联网电路的连通电路与功率转换电路串联连接，综合控制器分别与连通电路、功率转换电路以及电池簇中的BMU相连，用于根据连通电路以及BMU反馈的预设电气信息执行预设电池管理功能，同时，综合控制器还用于控制功率转换电路执行预设变流功能。在本发明提供的电池簇管理装置中，将连通电路和变换电路集成到一起，可由同一厂家生产，从而可以避免重复的设置电压、电流检测电路，以及相应的软启动电路，有效提高电池簇管理装置的集成度，进而提高电池储能***的集成度，有助于降低整体成本。

Description

一种电池簇管理装置及电池储能***
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种电池簇管理装置及电池储能***。
背景技术
参见图1，图1是现有技术中一种电池储能***的结构框图，该电池储能***由多个电池簇(图中以电池簇1…电池簇n示出)分别经过SG(Switch Gear,开关盒)后，经DC/DC变换器进行直流电压变换，然后接入BCP(Battery Collection Panel,电池汇流柜)完成电流汇流，汇流后接入PCS(Power Conversion System，储能逆变器)直流侧，经PCS逆变，将直流变换为交流，最终通过升压变压器接入供电网络。
在上述电池储能***中，SG内部集成CMU(Battery Cluster Management Unit，电池簇管理单元)，具备电池簇直流电压、电流检测，控制电池簇接通和关断，以及进行软启动等功能。由于在部分情况下，电池储能***中的SG、DC/DC变换器，以及PCS是由不同供应商提供的，因此，电池储能***中的DC/DC变换器或PCS直流侧往往还同样设置有直流电压、电流检测，软启动等电路。
因此，在现有应用中，电池储能***的开关盒与变流设备在直流侧管理上存在过度重复设计的问题，导致电池储能***构成部件众多，***集成度低，成本居高不下。
发明内容
本发明提供一种电池簇管理装置及电池储能***，将多种功能电路以及各电路对应的控制单元集成到一起，提高电池簇管理装置的集成度，进而提高电池储能***的集成度，降低整体成本。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种电池簇管理装置，包括：联网电路和综合控制器，其中，
所述联网电路包括串联连接的连通电路和功率转换电路；
所述综合控制器分别与所述连通电路、所述功率转换电路，以及电池簇中的电池管理单元BMU相连；
所述综合控制器用于：
根据所述连通电路以及所述BMU反馈的预设电气信息执行预设电池管理功能；
控制所述功率转换电路执行预设变流功能。
可选的，所述功率转换电路包括DC/AC电路或DC/DC电路。
可选的，在所述功率转换电路包括DC/DC电路的情况下，所述连通电路包括：第一直流连通电路和第二直流连通电路，其中，
所述第一直流连通电路串联于所述电池簇和所述DC/DC电路之间；
所述第二直流连通电路串联于所述DC/DC电路和DC/AC变换设备之间；
所述第一直流连通电路和所述第二直流连通电路还分别与所述综合控制器相连。
可选的，所述第一直流连通电路包括第一软启动电路和第一连通采样电路，其中，
所述第一软启动电路串联于所述第一连通采样电路和所述DC/DC电路之间；
所述第一连通采样电路还分别与所述电池簇以及所述综合控制器相连；
所述第二直流连通电路包括第二软启动电路和第二连通采样电路，其中，
所述第二软启动电路串联于所述DC/DC电路和所述第二连通采样电路之间；
所述第二连通采样电路还分别与所述DC/AC变换设备以及所述综合控制器相连。
可选的，所述综合控制器包括电池簇管理单元CMU和DC/DC控制单元。
可选的，在所述功率转换电路包括DC/AC电路的情况下，所述连通电路包括：第三直流连通电路和交流连通电路，其中，
所述第三直流连通电路串联于电池簇和所述DC/AC电路之间；
所述交流连通电路串联于所述DC/AC电路和交流汇流设备之间；
所述第三直流连通电路和所述交流连通电路还分别与所述综合控制器相连。
可选的，所述第三直流连通电路包括第三软启动电路和第三连通采样电路，其中，
所述第三软启动电路串联于所述第三连通采样电路和所述DC/AC电路之间；
所述第三连通采样电路还分别与所述电池簇以及所述综合控制器相连。
可选的，所述综合控制器包括电池簇管理单元CMU和DC/AC控制单元。
第二方面，本发明提供一种电池储能***，包括:至少一个电池簇、汇流母线、DC/AC变换设备，以及至少一个本发明第一方面提供的功率转换电路包括DC/DC电路的电池簇管理装置，其中，
所述电池簇与所述电池簇管理装置相连；
所述电池簇管理装置经所述汇流母线与所述DC/AC变换设备相连；
所述DC/AC变换设备与供电网络相连。
可选的，所述DC/AC变换设备包括：DC/AC电路和主控制器，其中，
所述主控制器与所述DC/AC电路相连；
所述主控制器用于控制所述DC/AC电路执行预设变流功能，以及执行预设电能控制功能。
可选的，本发明第二方面提供的电池储能***，还包括：升压变压器，其中，
所述DC/AC变换设备通过所述升压变压器与所述供电网络相连。
第三方面，本发明提供一种电池储能***，包括：至少一个电池簇、交流汇流设备、至少一个本发明第一方面提供的功率转换电路包括DC/AC电路的电池簇管理装置，其中，
所述电池簇与所述电池簇管理装置相连；
所述电池簇管理装置与所述交流汇流设备相连；
所述交流汇流设备与供电网络相连。
可选的，所述交流汇流设备，包括汇流电路和主控制器，其中，
所述主控制器与所述汇流电路相连；
所述主控制器用于控制所述汇流电路执行预设汇流功能，以及执行预设电能控制功能。
可选的，本发明第二方面提供的电池储能***，还包括：升压变压器，其中，
所述交流汇流设备通过所述升压变压器与所述供电网络相连。
本发明提供的电池簇管理装置，包括联网电路和综合控制器，联网电路的连通电路与功率转换电路串联连接，综合控制器分别与连通电路、功率转换电路以及电池簇中的BMU相连，用于根据连通电路以及BMU反馈的预设电气信息执行预设电池管理功能，同时，综合控制器还用于控制功率转换电路执行预设变流功能。在本发明提供的电池簇管理装置中，将连通电路和变换电路集成到一起，可由同一厂家生产，从而可以避免重复的设置电压、电流检测电路，以及相应的软启动电路，有效提高电池簇管理装置的集成度，进而提高电池储能***的集成度，有助于降低整体成本。
进一步的，本装置的综合控制器同时具备多种控制功能，与现有技术中采用具备独立控制功能的控制器相比，减少控制器的设置数量，因而可以有效压缩控制器之间的通讯，有助于降低电池储能***的通讯时间，提高对电网调度指令的响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中一种电池储能***的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种电池簇管理装置的结构框图；
图3是本发明实施例提供的另一种电池簇管理装置的结构框图；
图4是本发明实施例提供的再一种电池簇管理装置的结构框图；
图5是本发明实施例提供的又一种电池簇管理装置的结构框图；
图6是本发明实施例提供的另一种电池簇管理装置的结构框图；
图7是本发明实施例提供的一种电池储能***的结构框图；
图8是本发明实施例提供的另一种电池储能***的结构框图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的一种电池簇管理装置的结构框图，本发明实施例提供的电池簇管理装置包括：联网电路10和综合控制器20，其中，
联网电路10具体连通电路110和功率转换电路120，连通电路110和功率转换电路120串联连接，共同组成电池簇30至下游设备40之间的电能传递回路。具体的，电池簇30与连通电路110相连接，连通电路110与功率转换电路120相连，功率转换电路120则与电池储能***中的下游设备40相连。
可选的，结合现有技术中的电池储能***的常规布置，本发明各个实施例中所述及的下游设备40可以是能够实现电流汇流、直流逆变为交流等功能的电气设备，本发明实施例对于下游设备40的具体选型不做限定，能够使得相应的电池储能***实现既定功能的电气设备都是可选的。
进一步的，连通电路110和功率转换电路120还分别与综合控制器20相连，与此同时，综合控制器20还需要与电池簇30中的BMU(Battery Management Unit，电池管理单元)相连。可选的，本发明实施例提供的连通电路110可以实现电池簇30与功率转换电路120之间的连通控制，而功率转换电路120则主要用于实现对电流的变换控制。在此基础上，连通电路110、功率转换电路120，以及与电池簇管理装置相连的电池簇30中的BMU，都会向综合控制器20反馈预设电气信息，比如电压信息、电流信息等。需要特别说明的是，在本发明各个实施例中，综合控制器20与电池簇30中BMU之间的信息交互，可以参照现有技术实现，此处不再详述。
基于上述连接关系，以及电池簇管理装置中各构成部分之间的信息交互关系，本发明实施例提供的综合控制器20主要用于根据连通电路110以及BMU反馈的预设电气信息执行预设电池管理功能，同时，还用于控制功率转换电路120执行预设变流功能。其中，本发明实施例述及的预设电池管理功能，包括但不限于电池簇直流电压检测、电池簇直流电流检测、计算电池簇相关状态信息，比如SOC、SOE以及SOH等，同时，还会根据预设电气信息对电池簇进行保护，控制电池簇的接通和关断，以及软启动等。可以想到的是，对于现有技术中的其他电池管理功能，同样包含在本发明实施例述及的预设电池管理功能的范围内。而对于预设变流功能，可以是DC/DC变换，也可以是DC/AC变换，当然，还包括在实现变流过程中的其他辅助功能，此处不再详述。
综上所述，本发明实施例提供的电池簇管理装置中，连通电路具备现有技术中与开关盒相类似的功能，功率转换电路则对应于现有技术中的功率转换电路，综合控制器则集成了电池管理功能和变流控制功能，不再采用现有技术中的方式，两种功能分别由独立的控制器完成。本发明实施例将连通电路和变换电路集成到一起，可由同一厂家生产，从而可以避免重复的设置电压、电流检测电路，以及相应的软启动电路，还可以实现配电保护单元，比如熔断器、直流继电器等具体构成部件的复用，有效提高电池簇管理装置的集成度，进而提高电池储能***的集成度，有助于降低整体成本。
进一步的，本装置的综合控制器同时具备多种控制功能，与现有技术中采用具备独立控制功能的控制器相比，减少控制器的设置数量，因而可以有效压缩控制器之间的通讯，有助于降低电池储能***的通讯时间，提高对电网调度指令的响应速度。
如上所述，功率转换电路可以是DC/AC电路，也可以是DC/DC电路，针对这两种情况，本发明提供了不同的具体实施例，下面分别对这两种情况下电池簇管理装置的可选构成进行介绍。
可选的，在功率转换电路选用DC/DC电路的情况下，参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种电池簇管理装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，本实施例分别给出联网电路以及综合控制器的可选构成。需要提前说明的是，在本实施例中，由于功率转换电路的类型已经明确，图2所示实施例中述及的下游设备40，在本实施例中具体选用DC/AC变换设备40，对于DC/AC变换设备的具体构成，将在后续内容中详细展开。
具体的，连通电路110包括第一直流连通电路1101和第二直流连通电路1102；功率转换电路120在本实施例中具体选用DC/DC电路1201。第一直流连通电路1101串联于电池簇30和DC/DC电路1201之间，第二直流连通电路1102串联于DC/DC电路1201和DC/AC变换设备40之间。同时，第一直流连通电路1101和第二直流连通电路1102还分别与综合控制器20相连。
可选的，在本实施例中，综合控制器20具体包括CMU210和DC/DC控制单元220。基于这一综合控制器构成，上述第一直流连通电路1101和第二直流连通电路1102分别与CMU210相连，DC/DC电路1201则与DC/DC控制单元相连，进一步的，CMU210还与电池簇30中的BMU相连。
基于上述连接关系，第一直流连通电路1101以及第二直流连通电路1102主要用于控制DC/DC电路1201与电池簇30以及DC/AC变换设备40之间的连通和断开，DC/DC电路1201则主要用于电流变换，当然，第一直流连通电路1101以及第二直流连通电路1102还会和电池簇30中的BMU一样，向综合控制器20反馈预设电气信息。
结合图3可以进一步明确看出，本发明实施例提供的电池簇管理装置，将现有技术中的开关盒的基本电路，以及DC/DC变换器的基本电路集成到一起，并将相应的控制功能集成到综合控制器中，从而可以有效提高电池簇管理装置的集成度，进而提高整个电池储能***的集成度。
进一步的，在图3所示实施例的基础上，本发明还提供一种更为具体的电池簇管理装置的可选构成，参见图4，图4是本发明实施例提供的再一种电池簇管理装置的结构框图，图4中具体示出了图3所示实施例中第一直流连通电路以及第二直流连通电路的可选电路拓扑。
可选的，第一直流连通电路包括第一软启动电路、第一连通控制采样电路，其中，第一软启动电路串联于第一连通采样电路和DC/DC电路之间，同时，第一连通采样电路还分别与电池簇以及综合控制器相连。
具体的，第一软启动电路由二极管D1、电阻R1、接触器K13组成；
第一连通采样电路由第一电压采集电路、第一电流采集电路、熔断器FUSE11，以及熔断器FUSE12组成，其中，
第一电压采集电路的输入侧并联于第一连通采样电路靠近电池簇的一侧，第一电压采集电路的输出侧与综合控制器相连，第一电压采集电路主要用于采集靠近电池簇一侧的直流电压VA。
第一电流采集电路主要用于采集电池簇与DC/DC电路之间的直流电流I，第一电流采集电路的输出侧与综合控制器相连。
进一步的，第二直流连通电路包括第二软启动电路、第二连通采样电路，其中，第二软启动电路串联于DC/DC电路和第二连通采样电路之间，第二连通采样电路还分别与DC/AC变换设备以及综合控制器相连。
具体的，第二软启动电路由二极管D2、电阻R2、接触器K23组成；
第二连通采样电路由第二电压采集电路、熔断器FUSE21、熔断器FUSE22组成，其中；
第二电压采集电路的输入侧并联于第二连通采样电路靠近下游设备(即DC/AC变换设备)的一侧，输出侧与综合控制器相连，第二电压采集电路主要用于采集靠近与电池簇管理装置相连的下游设备一侧的直流电压。
基于上述电路拓扑，在电池簇处于欠电量状态且第二直流连通电路的电压VB具备充电条件的情况下：
首先，综合控制器根据电压VB触发K23合闸，直至DC/DC输出端电压达到VB并稳定后，断开K23，同时K21、K22合闸；
其次，综合控制器根据电压VA触发K13合闸，直至DC/DC输入端电压达到VA＝VB并稳定后，断开K13，同时K11、K12合闸。
在电池簇电量充足状态具备放电条件的情况下：
首先，综合控制器根据电压VA触发K13合闸，直至DC/DC输入端电压达到VA并稳定后，断开K13，同时K11、K12合闸；
其次，综合控制器根据电压VB触发K23合闸，直至DC/DC输出端电压达到VB＝VA并稳定后，断开K23，同时K21、K22合闸。
需要说明的是，上述实施例中第一电压采集电路、第一电流采集电路，以及第二电压采集电路的可选构成，可以参照现有技术中的电压采集电路以及电流采集电路实现，本发明实施例对此不做具体限定。
进一步的，在功率转换电路选用DC/AC电路的情况下，参见图5，图5是本发明实施例提供的又一种电池簇管理装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，本实施例分别给出联网电路以及综合控制器的另一种可选构成。需要提前说明的是，在本实施例中，由于功率转换电路的类型已经明确，图2所示实施例中述及的下游设备40，在本实施例中具体选用交流汇流设备40，对于交流汇流设备的具体构成，将在后续内容中详细展开。
具体的，连通电路110包括第三直流连通电路1103和交流连通电路1104；功率转换电路120在本实施例中具体选用DC/AC电路1202。第三直流连通电路1103串联于电池簇30和DC/AC电路1202之间，交流连通电路1104串联于DC/AC电路1202和交流汇流设备40之间。同时，第三直流连通电路1103和交流连通电路1104还分别与综合控制器20相连。
可选的，在本实施例中，综合控制器20具体包括CMU210和DC/AC控制单元230。基于这一综合控制器构成，上述第三直流连通电路1103和交流连通电路1104分别与CMU210相连，DC/AC电路1202则与DC/AC控制单元230相连，进一步的，CMU210还与电池簇30中的BMU相连。
基于上述连接关系，第三直流连通电路1103以及交流连通电路1104主要用于控制DC/AC电路1202与电池簇30以及交流汇流设备40之间的连通和断开，DC/AC电路1202则主要用于电流变换，当然，第三直流连通电路1103以及交流连通电路1104还会和电池簇30中的BMU一样，向综合控制器20反馈预设电气信息。
结合图5可以进一步明确看出，本发明实施例提供的电池簇管理装置，将现有技术中的开关盒的基本电路，以及DC/AC变换器的基本电路集成到一起，并将相应的控制功能集成到综合控制器中，从而可以有效提高电池簇管理装置的集成度，进而提高整个电池储能***的集成度。
进一步的，在图5所示实施例的基础上，本发明还提供一种更为具体的电池簇管理装置的可选构成，参见图6，图6是本发明实施例提供的另一种电池簇管理装置的结构框图，图6中具体示出了图5所示实施例中第三直流连通电路以及交流连通电路的可选电路拓扑。
可选的，第三直流连通电路包括第三软启动电路和第三连通采样电路，其中，第三软启动电路串联于第三连通采样电路和DC/AC电路之间；第三连通采样电路还分别与电池簇以及综合控制器相连。
具体的，第三软启动电路由二极管D1、电阻R1、接触器K13组成；
第三连通采样电路包括第三、四电压采集电路、第二电流采集电路、熔断器FUSE11、熔断器FUSE12组成，其中；
第三电压采集电路的输入侧并联于第三连通采样电路靠近电池簇的一侧，第三电压采集电路的输出侧与综合控制器相连，第三电压采集电路主要用于采集靠近电池簇一侧的直流电压VA。
第四电压采集电路的输入侧并联于第三连通采样电路靠近DC/AC的一侧，第四电压采集电路的输出侧与综合控制器相连，第四电压采集电路主要用于采集靠近DC/AC一侧的直流电压VB。
第二电流采集电路主要用于采集电池簇与DC/AC电路之间的流通电流，第二电流采集电路的输出侧与综合控制器相连。
交流连通电路包括第四软启动电路、三相开关K21、K22，以及K23，同时，在各相对应的连接线路上，还设置有起保护作用的保险电路，图6中以FUSE21、FUSE22，以及FUSE23示出，其中，
第四软启动电路由电阻R21、R22、R23，接触器K31、K32、K33组成，具体连接情况请参见图6所示。
基于上述电路拓扑，当电池簇电量充足状态，具备放电条件的情况下：
首先，综合控制器根据电压VA触发K13合闸，直至DC/DC电池簇接入端电压达到VA并稳定后，断开K13，同时K11、K12合闸；
其次，综合控制器根据电压VB触发K23合闸，直至DC/DC下游设备端电压达到VB＝VA并稳定后，断开K23，同时K21、K22合闸；
相应的，在电池簇处于欠电量状态且电网具备充电条件的情况下：
首先，综合控制器根据电网电压触发K31、K32、K33合闸，直至DC/AC直流侧电压达到VB并稳定后，断开K31、K32、K33，同时K21、K22、K23合闸；
其次，综合控制器根据电压VA触发K13合闸，直至DC/AC电池簇接入端电压VA＝VB并稳定后，断开K13，同时K11、K12合闸。
需要说明的是，上述实施例中第三、四电压采集电路以及第二电流采集电路的可选构成，可以参照现有技术中的电压采集电路以及电流采集电路实现，本发明实施例对此不做具体限定。
在上述各个实施例提供的电池簇管理装置的基础上，本发明还进一步提供多种电池储能***。
可选的，参见图7，图7是本发明实施例提供的一种电池储能***的结构框图，在本发明实施例中，电池储能***包括：至少一个电池簇、汇流母线、DC/AC变换设备，以及至少一个图2、图3，以及图4任一实施例提供的电池簇管理装置，其中，
电池簇与电池簇管理装置相连。可以想到的是，在实际应用中，对于电池簇以及电池簇管理装置的数量，可以根据电池储能***的实际情况选取，具体实现可以参照现有技术。对于电池簇与电池簇管理装置之间的连接关系，可以将电池簇与电池簇管理装置设置为一一对应的连接，也可以多个电池簇连接于同一个电池簇管理装置，本发明对此不做限定。
电池簇管理装置经汇流母线与DC/AC变换设备相连，通过DC/AC变换设备将汇流母线汇流后的直流电流转换为交流电流。DC/AC变换设备与供电网络相连，最终实现电池储能***与供电网络的连接。
可选的，本发明实施例提供的DC/AC变换设备包括：DC/AC电路和主控制器，主控制器与DC/AC电路相连，本实施例提供的主控制器同时集成有DC/AC控制功能和***的EMS(Energy Management System，能量管理***)功能，主要用于控制DC/AC电路执行预设变流功能，以及执行预设电能控制功能。
可选的，如图7所示，本实施例提供的电池储能***还包括：升压变压器，用于对电池储能***输入至供电网络的实际电压进行控制，在具体连接关系上，DC/AC变换设备通过该升压变压器与供电网络相连。
可选的，参见图8，图8是本发明实施例提供的另一种电池储能***的结构框图，在本发明实施例中，电池储能***包括：至少一个电池簇、交流汇流设备、至少一个图2、图5以及图6所示实施例任一项提供的电池簇管理装置，其中，
电池簇与电池簇管理装置相连。电池簇与电池簇管理装置的设置数量和具体连接关系可以参照图7所示实施例中的相应内容实现，此处不再复述。
电池簇管理装置与交流汇流设备相连，通过交流汇流设备实现交流电流的汇流，进一步的，交流汇流设备与供电网络相连，最终实现电池储能***与供电网络的连接。
可选的，在本实施例中，交流汇流设备包括汇流电路和主控制器，主控制器与汇流电路相连。主控制器集成有汇流并网控制单元和EMS单元，通过汇流并网控制单元控制汇流电路执行预设汇流功能，通过EMS单元执行预设电能控制功能。
与图7所示实施例类似，本实施例中还可以包括升压变压器，交流汇流设备通过升压变压器与所述供电网络相连。
基于上述内容，在图7、图8所示实施例中，主控制器与电池簇管理装置中的综合控制器类似，集成了现有技术中独立设置的多种控制器的功能，省去现有***中的SMU(Battery Management Unit，***级电池管理单元)，同样能够减少相应控制器的设置数量，进而有效压缩控制器之间的通讯，有助于降低电池储能***的通讯时间，提高对电网调度指令的响应速度。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种电池簇管理装置，其特征在于，包括：联网电路和综合控制器，其中，
所述联网电路包括串联连接的连通电路和功率转换电路；
所述综合控制器分别与所述连通电路、所述功率转换电路，以及电池簇中的电池管理单元BMU相连；
所述综合控制器用于：
根据所述连通电路以及所述BMU反馈的预设电气信息执行预设电池管理功能；
控制所述功率转换电路执行预设变流功能；
其中，基于一个所述综合控制器实现分别对所述连通电路和所述功率转换电路的控制，以将开关盒的基本电路与所述功率转换电路的基本电路集成到一起，并将控制功能集成到所述综合控制器中。
2.根据权利要求1所述的电池簇管理装置，其特征在于，所述功率转换电路包括DC/AC电路或DC/DC电路。
3.根据权利要求2所述的电池簇管理装置，其特征在于，在所述功率转换电路包括DC/DC电路的情况下，所述连通电路包括：第一直流连通电路和第二直流连通电路，其中，
所述第一直流连通电路串联于所述电池簇和所述DC/DC电路之间；
所述第二直流连通电路串联于所述DC/DC电路和DC/AC变换设备之间；
所述第一直流连通电路和所述第二直流连通电路还分别与所述综合控制器相连。
4.根据权利要求3所述的电池簇管理装置，其特征在于，所述第一直流连通电路包括第一软启动电路和第一连通采样电路，其中，
所述第一软启动电路串联于所述第一连通采样电路和所述DC/DC电路之间；
所述第一连通采样电路还分别与所述电池簇以及所述综合控制器相连；
所述第二直流连通电路包括第二软启动电路和第二连通采样电路，其中，
所述第二软启动电路串联于所述DC/DC电路和所述第二连通采样电路之间；
所述第二连通采样电路还分别与所述DC/AC变换设备以及所述综合控制器相连。
5.根据权利要求3所述的电池簇管理装置，其特征在于，所述综合控制器包括电池簇管理单元CMU和DC/DC控制单元。
6.根据权利要求2所述的电池簇管理装置，其特征在于，在所述功率转换电路包括DC/AC电路的情况下，所述连通电路包括：第三直流连通电路和交流连通电路，其中，
所述第三直流连通电路串联于电池簇和所述DC/AC电路之间；
所述交流连通电路串联于所述DC/AC电路和交流汇流设备之间；
所述第三直流连通电路和所述交流连通电路还分别与所述综合控制器相连。
7.根据权利要求6所述的电池簇管理装置，其特征在于，所述第三直流连通电路包括第三软启动电路和第三连通采样电路，其中，
所述第三软启动电路串联于所述第三连通采样电路和所述DC/AC电路之间；
所述第三连通采样电路还分别与所述电池簇以及所述综合控制器相连。
8.根据权利要求6所述的电池簇管理装置，其特征在于，所述综合控制器包括电池簇管理单元CMU和DC/AC控制单元。
9.一种电池储能***，其特征在于，包括:至少一个电池簇、汇流母线、DC/AC变换设备，以及至少一个权利要求1以及权利要求3-5任一项所述电池簇管理装置，其中，
所述电池簇与所述电池簇管理装置相连；
所述电池簇管理装置经所述汇流母线与所述DC/AC变换设备相连；
所述DC/AC变换设备与供电网络相连。
10.根据权利要求9所述的电池储能***，其特征在于，所述DC/AC变换设备包括：DC/AC电路和主控制器，其中，
所述主控制器与所述DC/AC电路相连；
所述主控制器用于控制所述DC/AC电路执行预设变流功能，以及执行预设电能控制功能。
11.根据权利要求9所述的电池储能***，其特征在于，还包括：升压变压器，其中，
所述DC/AC变换设备通过所述升压变压器与所述供电网络相连。
12.一种电池储能***，其特征在于，包括：至少一个电池簇、交流汇流设备、至少一个权利要求1以及权利要求6-8任一项所述的电池簇管理装置，其中，
所述电池簇与所述电池簇管理装置相连；
所述电池簇管理装置与所述交流汇流设备相连；
所述交流汇流设备与供电网络相连。
13.根据权利要求12所述的电池储能***，其特征在于，所述交流汇流设备，包括汇流电路和主控制器，其中，
所述主控制器与所述汇流电路相连；
所述主控制器用于控制所述汇流电路执行预设汇流功能，以及执行预设电能控制功能。
14.根据权利要求12所述的电池储能***，其特征在于，还包括：升压变压器，其中，
所述交流汇流设备通过所述升压变压器与所述供电网络相连。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112865261B (zh) * 2021-03-10 2024-04-12 阳光电源股份有限公司 一种储能电池及其应用装置和充放电控制方法
CN113098041B (zh) * 2021-04-15 2024-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种储能***、储能集装箱及光储***
CN114069789B (zh) * 2021-11-20 2023-09-22 傲普(上海)新能源有限公司 一种电池簇并联环流变压器控制电路
CN115800414B (zh) * 2022-06-10 2023-11-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 调节***及其储能***、调节方法
CN115800423B (zh) * 2022-09-20 2023-11-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 储能***和储能***的调节方法
CN115882095A (zh) * 2023-01-06 2023-03-31 之江实验室 一种电池***和含有该***的电动飞行器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102447285A (zh) * 2011-10-10 2012-05-09 南方电网科学研究院有限责任公司 一种大容量电池换流器及其控制方法
CN202712883U (zh) * 2012-03-31 2013-01-30 惠州市亿能电子有限公司 一种适用于多簇锂电池组并联使用的电池管理***
CN107086564A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 太原理工大学 一种基于Boost‑Buck电路的多端口直流能源路由器
CN109755948A (zh) * 2017-11-07 2019-05-14 银隆新能源股份有限公司 用于储能***电池模块的电压均衡电路及其电压均衡方法
CN110687864A (zh) * 2019-09-29 2020-01-14 河南瑞通电气科技有限公司 一种直流集控***
CN110912235A (zh) * 2019-12-13 2020-03-24 阳光电源股份有限公司 储能***及其均流方法
CN111509317A (zh) * 2020-03-01 2020-08-07 青岛能蜂电气有限公司 一种用于蓄电池的储能管理方法、***和电子设备

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101451009B1 (ko) * 2013-03-27 2014-10-15 주식회사 엘지씨엔에스 직렬 연결된 다수 개의 전지 직류 마이크로그리드 충방전 시스템
CN106505605A (zh) * 2016-12-27 2017-03-15 国网上海市电力公司 钠硫电池电站储能子***
CN110690721B (zh) * 2019-08-30 2021-04-13 阳光电源股份有限公司 储能***的开机自检测方法及其应用装置和***
CN110716150B (zh) * 2019-10-15 2021-07-20 阳光电源股份有限公司 一种储能***及其绝缘检测方法
CN110943483B (zh) * 2019-12-18 2021-12-07 山东鲁软数字科技有限公司智慧能源分公司 一种微电网***及控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102447285A (zh) * 2011-10-10 2012-05-09 南方电网科学研究院有限责任公司 一种大容量电池换流器及其控制方法
CN202712883U (zh) * 2012-03-31 2013-01-30 惠州市亿能电子有限公司 一种适用于多簇锂电池组并联使用的电池管理***
CN107086564A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 太原理工大学 一种基于Boost‑Buck电路的多端口直流能源路由器
CN109755948A (zh) * 2017-11-07 2019-05-14 银隆新能源股份有限公司 用于储能***电池模块的电压均衡电路及其电压均衡方法
CN110687864A (zh) * 2019-09-29 2020-01-14 河南瑞通电气科技有限公司 一种直流集控***
CN110912235A (zh) * 2019-12-13 2020-03-24 阳光电源股份有限公司 储能***及其均流方法
CN111509317A (zh) * 2020-03-01 2020-08-07 青岛能蜂电气有限公司 一种用于蓄电池的储能管理方法、***和电子设备

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