CN212257606U - 一种有线无线混合组网通信的储能电池管理*** - Google Patents

一种有线无线混合组网通信的储能电池管理*** Download PDF

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陈福锋
赵谦
常晓勇
王玉婷
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Abstract

本实用新型公开了一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，包括电池信息管理单元、电池簇管理单元、电池管理单元、储能电池组和环境监测传感器，储能电池组由锂电池组成，多个储能电池组组成一个储能电池簇，多个储能电池簇组成一个储能电池堆，电池管理单元与储能电池组一一对应电性连接，电池簇管理单元电池管理单元采用CAN通信方式进行有线通信互联，电池簇管理单元与储能电池簇采用电性连接，电池信息管理单元采用CAN有线通信及无线通信方式与电池簇管理单元进行通信互联，电池信息管理单元与环境监测传感器进行通信互联。本实用新型提供的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，能够通过改进的通信组网方案及数据分流传输方案，提升数据传输效率及可靠性。

Description

一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***
技术领域
本实用新型涉及一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，属于储能电池管理技术领域。
背景技术
随着电力***的不断发展及电池技术的日趋成熟，电化学储能***被越来越多地应用于电力***发电侧，输电侧及用电侧。在电化学储能***中，储能电池管理***实时监测全站电池运行数据，其对于保障储能***安全性及可靠性具有重要意义。
在电力***储能的应用过程中，如何保障电池的安全稳定运行是一个关键课题：其在保证数据通信可靠性的前提下，对未来储能电池管理***的数据采集、传输及处理能力提出了更高要求。目前现有的储能电站电池管理***通常仅采用CAN或RS485等有线通信方式，受接线方式和通信协议的影响，其全局数据处理能力不足，制约了更先进电池管理算法及策略的应用。同时，单一通信方式还会带来的潜在的通信可靠性问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够通过改进的通信组网方案及数据分流传输方案，提升数据传输效率及可靠性的有线无线混合组网通信的储能电池管理***。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，包括电池信息管理单元、电池簇管理单元、电池管理单元、储能电池组和环境监测传感器，所述储能电池组由锂电池组成，多个所述储能电池组组成一个储能电池簇，多个所述储能电池簇组成一个储能电池堆，所述电池管理单元与所述储能电池组一一对应电性连接，所述电池簇管理单元与所述储能电池簇对应的一台或多台所述电池管理单元采用CAN通信方式进行有线通信互联，所述电池簇管理单元与所述储能电池簇采用电性连接，所述电池信息管理单元采用CAN有线通信及无线通信方式与所述储能电池堆对应的一台或多台所述电池簇管理单元进行通信互联，所述电池信息管理单元与所述环境监测传感器进行通信互联。
所述环境监测传感器包括环境温度传感器、环境湿度传感器、烟雾传感器或者红外成像传感器。
所述电池信息管理单元与所述环境监测传感器之间采用无线通信互联。
所述无线通信方式包括ZigBee、Wifi、蓝牙或者蜂窝网络。
所述电池管理单元包括电气量测量模块、温度测量模块及CAN通信模块。
所述电池簇管理单元包括电气量测量模块、温度测量模块、CAN通信模块及无线通信模块。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，通过有线无线混合双网通信，将储能电池***的电气量及非电气量及其他关键环境数据分别通过有线及无线通信网络进行分流传输，提升了储能电池***通信及运行可靠性，解决了传统变电站数据处理能力不足，可主要应用于电力***或有类似需求的工业领域；电池信息管理单元经由无线网络引入储能仓内环境监测传感器采集的环境数据，大幅提高了储能电池管理***对储能仓环境变化等异常情况的感知和预警能力；具备改进的通信组网方案及数据分流手段，可提高***资源利用效率，满足储能电站全局数据传输需求。
附图说明
图1是本实用新型一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***的原理框图；
图2是本实用新型中***模块功能示意图；
图3是本实用新型中数据分流及冗余传输通信示意图；
图4是本实用新型中数据分流及冗余传输功能流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1和图2所示，本实用新型公开一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，包括电池信息管理单元(BIMU)，电池簇管理单元(BCMU)，电池管理单元(BMU)，储能电池组及环境监测传感器。特定数量的储能电池组组成一个储能电池簇，特定数量的储能电池簇组成一个储能电池堆。BIMU，BCMU，BMU及环境监测传感器数量应根据工程实际需求灵活配置。
每个BMU与一个储能电池组采用电性连接，BMU用于直采储能电池组电池单体温度及电压，并将这些数据上传至BCMU。每个BMU通过电气量测量模块和温度测量模块对储能电池组电压及温度进行直采，并通过CAN模块转发。每个BCMU与储能电池簇对应的一台或多台BMU采用CAN通信方式进行有线通信互联，并与储能电池簇采用电性连接。BCMU用于通过通信及直采方式收集并转发储能电池簇电气量及非电气量，并根据外部指令或自身逻辑执行控制行为。
BIMU对下采用CAN有线通信及无线通信方式与储能电池堆对应的一台或多台BCMU进行互联以接收及发送储能电池堆数据和指令。每个BCMU通过电气量模块直采电池簇电气量，并通过CAN模块和无线通信模块与BIMU进行交互，完成数据转发与指令接收。
本实用新型公开的有线无线混合组网通信的储能电池管理***，能够根据不同数据的采样需求，引入优化的储能全局数据传输方案，如图3所示的连接方式，将储能电池***的电气量及非电气量及其他关键环境数据分别通过有线及无线通信网络进行分流传输。具体地，BIMU通过CAN网络接收BMU及BCMU采集数据刷新速率要求较高的储能电池***电气量(包含电流，电压及绝缘电阻等)，并通过无线通信网络接收刷新速率要求较低的BCMU采集的储能电池***非电气量(电池温度)以此有效满足大量电池数据采集的需求，提升***资源使用效率。
同时，如图3所示，BIMU和BCMU之间的有线及无线通信网络还可互为冗余。在工程实际应用中，任意一种通信方式可根据可靠的策略随时接管故障网络的数据传输任务，为储能电池管理***的增加了通信可靠性。如图3及图4所示，当检测到CAN通信故障时，BCMU可切换至无线网络使用低速率向BIMU传输电池电气量数据；当检测到无线通信故障时，BCMU可切换至CAN通信网络向BIMU传输电池非电气量数据。
BIMU可通过无线通信方式与环境监测传感器进行互联以接收环境数据。BIMU用于监控储能电池堆数据，并依据内建策略及算法发出控制命令。每个BIMU对下采用CAN通信模块及无线通信模块与储能电池堆对应的一台或多台BCMU进行互联以接收储能电池***数据并下发控制命令，并可通过无线通信模块与环境监测传感器进行互联以接收环境数据。BIMU经由无线网络引入储能仓内环境监测传感器采集的环境数据，大幅提高了储能电池管理***对储能仓环境变化等异常情况的感知和预警能力。
环境监测传感器包括但不限于环境温度传感器、环境湿度传感器、烟雾传感器、红外成像传感器的一种或多种，且均可以无线通信方式上传数据。无线通信方式可采用ZigBee/Wifi/蓝牙/蜂窝网络技术的一种或多种，取决于传输距离及抗干扰性的实际要求。ZigBee具备自组网及低功耗低成本的优势，适合应用于设备数量较多或数据实时性要求不高的场合；Wifi作为较为成熟的无线传输技术，其传输速率较快，传输距离长，但成本和功耗较高，适用于对数据实时性及传输距离要求高的场合；蓝牙则适用于组网数量较少，数据实时性要求一般的场合。
通过以上实施例，本实用新型的有线无线混合通信的储能电池管理***通过改进的通信组网方案及数据传输方式，提升数据传输效率及可靠性，进一步优化及提升了储能***全局数据处理及异常状态感知能力，加强了储能电池管理***的综合控制策略实现能力。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：包括电池信息管理单元、电池簇管理单元、电池管理单元、储能电池组和环境监测传感器，所述储能电池组由锂电池组成，多个所述储能电池组组成一个储能电池簇，多个所述储能电池簇组成一个储能电池堆，所述电池管理单元与所述储能电池组一一对应电性连接，所述电池簇管理单元与所述储能电池簇对应的一台或多台所述电池管理单元采用CAN通信方式进行有线通信互联，所述电池簇管理单元与所述储能电池簇采用电性连接，所述电池信息管理单元采用CAN有线通信及无线通信方式与所述储能电池堆对应的一台或多台所述电池簇管理单元进行通信互联，所述电池信息管理单元与所述环境监测传感器进行通信互联。
2.根据权利要求1所述的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：所述环境监测传感器包括环境温度传感器、环境湿度传感器、烟雾传感器或者红外成像传感器。
3.根据权利要求1所述的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：所述电池信息管理单元与所述环境监测传感器之间采用无线通信互联。
4.根据权利要求3所述的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：所述无线通信方式包括ZigBee、Wifi、蓝牙或者蜂窝网络。
5.根据权利要求1所述的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：所述电池管理单元包括电气量测量模块、温度测量模块及CAN通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种有线无线混合组网通信的储能电池管理***，其特征在于：所述电池簇管理单元包括电气量测量模块、温度测量模块、CAN通信模块及无线通信模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114243809A (zh) * 2021-11-02 2022-03-25 中国商用飞机有限责任公司 民机用高压电池管理***、民机高压电池管理方法和民用飞机

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