CN212304789U - 用于储能***的储能电池双重保护结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于储能***的储能电池双重保护结构，所述储能***包括由若干个电芯串联和/或并联形成的电池模组、继电器组、储能变流器以及直流电源，其特征在于：每一电芯均设置有一个电池管理单元BMU及一个继电器；还包括一计算机平台BCU，所述计算机平台BCU连接有一个继电器，储能***的正极端和负极端分别连接总正继电器和总负继电器，所述直流电源与电池管理单元BMU和计算机平台BCU串联连接；所述储能变流器依次与总正继电器、电池模组和总负继电器串联连接形成回路。本实用新型在BCU失效或者单方面继电器失效粘连时，可安全断开主回路，保护电池，防止发生过充，过放或者***。
Description
技术领域
本实用新型属于储能电池管理***领域，具体涉及一种用于储能***的储能电池双重保护结构。
背景技术
电池管理***BMS主要由检测模块、主控模块、从控模块等部分组成。电池的容量不是恒定不变的，会随着生命周期里的不断放电而持续衰减，而衰减的速度与很多因素有关，如过充过放、环境温度过高过低等，这些因素都会影响到电池的使用寿命，甚至造成永久性的损坏。由于电芯单体的一致性差异或者安装位置造成的散热条件的不同，电芯的工作状况各不一样。电池组中的一节电芯出现问题，对于整个***都是灾难性的影响，因此对于单一电芯的监控和管理就尤为重要。
目前市场中都为电池管理主控***控制继电器，过分依赖电池管理***主控***。并且一旦主控失效，整个储能***处于无大脑状态，后果极其严重。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种储能电池双重保护结构，可以保护电池，防止发生过充、过放或者***。
本实用新型的技术方案为：用于储能***的储能电池双重保护结构，所述储能***包括由若干个电芯(11)串联和/或并联形成的电池模组(1)、继电器组( 2)、储能变流器(3)以及直流电源(4)，其特征在于：每一电芯(11)均设置有一个电池管理单元BMU(12)及一个继电器Kn-1；还包括一计算机平台 BCU(5)，所述计算机平台BCU(5)连接有一个继电器Kn，储能***的正极端和负极端分别连接总正继电器(7)和总负继电器(6)，所述直流电源( 4)与电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)串联连接；所述储能变流器(3)依次与总正继电器(7)、电池模组(1)和总负继电器(6)串联连接形成回路；其中n为大于等于2的整数。
作为优选，所述电池管理单元BMU(12)与计算机平台BCU(5)之间串联连接且包括可独立控制对应连接的继电器通断的控制单元。BMU和BCU 在控制继电器异常时均可自动断开，且相互独立。
作为优选，所述储能***还包括串联于储能***正极和总正继电器(7)之间的断路器脱扣器(9)和保险丝(8)，所述断路器脱扣器(9)可由计算机平台BCU(5)控制断开。一旦继电器端失效发生粘连现象，BCU可以使能脱扣器使得断路器断开，也能达到硬件上双重保护的策略。
作为优选，所述继电器组(2)还包括预充继电器(10)，所述预充继电器(10)与电阻R1串联后与总正继电器(7)并联连接。
作为优选，所述电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)均包括用于相互检测异常的异常检测单元。BMU或BCU可识别严重警告，如过压、欠压、绝缘等，检测到异常后可自行断开Kn控制开关。BMU和BCU都可以识别警告独立断开，保护储能电池。
作为优选，所述电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)的控制单元包括集成驱动芯片、MOS管和IGBT。继电器控制端采用MOS管或IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，实现对继电器控制端的控制，可安全便捷地实现对继电器的控制。
作为优选，所述控制单元包括防反设计。BMU和BCU中继电器控制有防反设计，可防止在实际接线时因接反产生的短路现象。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：
在BCU失效或者单方面继电器失效粘连时，本实用新型皆可以安全断开主回路，保护电池，防止发生过充，过放或者发生***。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型电池***拓扑图。
其中，电池模组1，电芯11，电池管理单元BMU 12，继电器组2，储能变流器3，直流电源4，计算机平台BCU 5，总负继电器6，总正继电器7，保险丝8，断路器脱扣器9，预充继电器10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型提供的用于储能***的储能电池双重保护结构，所述储能***包括由若干个电芯11串联和/或并联形成的电池模组1、继电器组2 、储能变流器3以及直流电源4，其特征在于：每一电芯11均设置有一个电池管理单元BMU 12及一个继电器Kn-1，n为大于等于2的整数；还包括一计算机平台BCU 5，所述计算机平台BCU 5连接有一个继电器Kn，储能***的正极端和负极端分别连接总正继电器7和总负继电器6，所述直流电源4与电池管理单元 BMU 12和计算机平台BCU 5串联连接；所述储能变流器3依次与总正继电器7 、电池模组1和总负继电器6串联连接形成回路。
所述电池管理单元BMU 12与计算机平台BCU 5之间串联连接且包括可独立控制对应连接的继电器通断的控制单元。BMU和BCU在控制继电器异常时均可自动断开，且相互独立。
为了获得更好的实施效果，所述储能***还包括串联于储能***正极和总正继电器7之间的断路器脱扣器9和保险丝8，所述断路器脱扣器9可由计算机平台BCU 5控制断开。一旦继电器端失效发生粘连现象，BCU可以使能脱扣器使得断路器断开，也能达到硬件上双重保护的策略。所述继电器组2还包括预充继电器10，所诉预充继电器10与电阻R1串联后与总正继电器7并联连接。
所述电池管理单元BMU 12和计算机平台BCU 5均包括用于相互检测异常的异常检测单元。BMU或BCU可识别严重警告，如过压、欠压、绝缘等，检测到异常后可自行断开Kn控制开关。BMU和BCU都可以识别警告独立断开，保护储能电池。
所述电池管理单元BMU 12和计算机平台BCU 5的控制单元包括集成驱动芯片、MOS管和IGBT。继电器控制端采用MOS管或IGBT，实现对继电器控制端的控制，可安全便捷地实现对继电器的控制。所述控制单元包括防反设计。 BMU和BCU中继电器控制有防反设计，可防止在实际接线时因接反产生的短路现象。
电池管理单元BMU 12和计算机平台BCU 5之间串联连接且包括可独立控制对应连接的继电器通断的控制单元。BMU 12和BCU 5均包括用于相互检测异常的异常检测单元。控制单元包括集成驱动芯片，MOS管，IGBT；可实现对继电器控制端的控制。在电池管理单元BMU 12和计算机平台BCU 5的设计中，继电器控制都要进行防反设计，防止在实际接线时接反产生短路现象。
在本实施例中，上电时，BMU 12和BCU 5控制继电器正常上电，总负继电器6闭合，然后闭合预充继电器10。预充结束后，闭合总负继电器6，其他继电器及控制开关K1，K2...Kn都为闭合状态。
在***运行过程中，一旦BCU 5识别到严重告警，如过压、欠压、绝缘等，BCU 5自行断开Kn控制开关。一旦BMU 12识别到严重告警，如过压、欠压、通讯故障等，BMU 12会断开相应的开关。在BCU 5与BMU 12控制继电器策略中，互相独立，都能独立断开。BCU 5和BMU 12也会互相监测异常，达到双重保护的作用。本实施例的装置中还包括保险丝8，在过压时可迅速熔断保护电路。对于继电器来说，一旦继电器端失效发生粘连现象，BCU 5也可以让断路器脱扣器9断开，达到硬件上双重保护的策略。
下电时，BMU 12和BCU 5控制继电器正常下电，采集电流为0，断开总正继电器7，然后断开总负继电器6。完成正常上下电，BCU 5和BMU的K1， K2...Kn都为断开状态。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.用于储能***的储能电池双重保护结构，所述储能***包括由若干个电芯(11)串联和/或并联形成的电池模组(1)、继电器组(2)、储能变流器(3)以及直流电源(4)，其特征在于：每一电芯(11)均设置有一个电池管理单元BMU(12)及一个继电器Kn-1，n为大于等于2的整数；还包括一计算机平台BCU(5)，所述计算机平台BCU(5)连接有一个继电器Kn，储能***的正极端和负极端分别连接总正继电器(7)和总负继电器(6)，所述直流电源(4)与电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)串联连接；所述储能变流器(3)依次与总正继电器(7)、电池模组(1)和总负继电器(6)串联连接形成回路。
2.根据权利要求1所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述电池管理单元BMU(12)与计算机平台BCU(5)之间串联连接且包括可独立控制对应连接的继电器通断的控制单元。
3.根据权利要求1所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述储能***还包括串联于储能***正极和总正继电器(7)之间的断路器脱扣器(9)和保险丝(8)，所述断路器脱扣器(9)由计算机平台BCU(5)控制断开。
4.根据权利要求1所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述继电器组(2)还包括预充继电器(10)，所述预充继电器(10)与电阻R1串联后与总正继电器(7)并联连接。
5.根据权利要求1所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)均包括用于相互检测异常的异常检测单元。
6.根据权利要求2所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述电池管理单元BMU(12)和计算机平台BCU(5)的控制单元包括集成驱动芯片、MOS管和IGBT。
7.根据权利要求2所述的用于储能***的储能电池双重保护结构，其特征在于：所述控制单元包括防反设计。
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