CN221126915U - 电池管理***的直流供电电路、高压箱和储能*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池管理***的直流供电电路、高压箱和储能***，涉及储能设备技术领域。直流供电电路包括：第一供电电路和第二供电电路，被配置为输出直流电给电池管理***；第一供电电路的输出端和第二供电电路的输出端分别与电池管理***连接；第一供电电路的输入端被配置为输入交流电；第二供电电路的输入端被配置为输入直流电源输出的直流电。本申请实施例中电池管理***既能采用交流电供电，又能采用直流电源输出的直流电供电，从而在交流电断路时，可以切换为采用直流电源输出的直流电供电。在直流电源的剩余电量较低时，可以切换为采用交流电供电，保证了电池管理***的持续稳定供电，保证了储能***的稳定运行。

Description

电池管理***的直流供电电路、高压箱和储能***

技术领域

本申请涉及储能设备技术领域，特别是涉及一种电池管理***的直流供电电路、高压箱和储能***。

背景技术

在储能***中通常包括电池管理***(Battery Management System，简称BMS)、高压箱和储能电池组，其中，高压箱的主要作用是隔离储能电池组和负载，为BMS提供所需的低压直流电，以及控制储能电池组的充放电。

一般高压箱主要包括高压隔离开关、低压控制开关、熔断器、交流转直流变压器(AC/DC变压器)、直流转直流变压器(DC/DC变压器)、BMS控制板、继电器、接线端子、连接器和线束等部件。为BMS供电时，分为以下两种方式：第一种方式是通过品字连接器接入交流市电，交流市电经AC/DC变压器转换成低压直流电后供给BMS；另一种方式是直接从储能电池组的直流侧的正负极取高压直流电，经DC/DC变压器降压成低压直流电后供给BMS。

以上两种方式分别存在以下缺陷：针对第一种方式，若交流市电异常，则不能正常向BMS供电，导致储能***停止工作。针对第二种方式，储能电池组会持续向BMS供电，存在储能电池组过放电的情况，容易造成储能电池组的损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种电池管理***的直流供电电路、高压箱和储能***。

第一方面，本申请实施例提供一种电池管理***的直流供电电路，所述直流供电电路包括：第一供电电路和第二供电电路，被配置为输出直流电给所述电池管理***；

所述第一供电电路的输出端和所述第二供电电路的输出端分别与所述电池管理***连接；

所述第一供电电路的输入端被配置为输入交流电；

所述第二供电电路的输入端被配置为输入直流电源输出的直流电。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述第一供电电路包括第一反向隔离装置，输出端与所述电池管理***连接，被配置为能且仅能从所述第一反向隔离装置的输入端向输出端传输电流。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述第一供电电路还包括：

第一交流转直流装置，被配置为将输入的交流电转换为直流电并输出；

第一开关装置，一端与所述第一交流转直流装置的输出端连接，另一端与所述第一反向隔离装置的输入端连接，被配置为导通或断开所述第一交流转直流装置和所述第一反向隔离装置之间的电连接。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述直流供电电路还包括与第一供电电路输入端连接的储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路，所述储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路被配置为输出交流电给所述第一供电电路。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述直流供电电路还包括与第一供电电路输入端连接的储能电池组供电电路和市电电网供电电路；

所述储能电池组供电电路包括第三反向隔离装置，其输出端与所述第一供电电路输入端电连接，被配置为能且仅能从所述第三反向隔离装置的输入端向输出端传输电流；

所述市电电网供电电路包括第二反向隔离装置，其输出端与所述第一供电电路输入端电连接，被配置为能且仅能从所述第二反向隔离装置的输入端向输出端传输电流。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述第二供电电路包括：

第二开关装置，一端被配置为输入直流电源输出的直流电，另一端与所述电池管理***连接，被配置为导通或断开向所述电池管理***传输从所述第二开关装置的一端输入的直流电的通路。

第二方面，本申请实施例提供一种高压箱，所述高压箱包括上述的电池管理***的直流供电电路、电池管理***和直流电源；

交流电或所述直流电源输出的直流电经所述直流供电电路处理后传输给所述电池管理***，以给所述电池管理***直流供电。

结合第二方面，在一可选实施方式中，所述高压箱还包括电压检测装置，分别与所述直流电源和所述电池管理***连接，被配置为获取所述直流电源的当前电压值并输出给所述电池管理***；

所述电池管理***被配置为根据所述当前电压值控制第二供电电路的导通或断开，以使所述第二供电电路开启或停止给所述电池管理***输出直流电。

结合第二方面，在一可选实施方式中，所述电池管理***还被配置为在所述当前电压值小于或等于低电压阈值的情形下产生并输出告警信号，并控制第二供电电路停止向所述电池管理***供电，断开所述第二供电电路与所述电池管理***的电连接。

第三方面，本申请实施例提供一种储能***，包括上述的高压箱。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：通过第一供电电路和第二供电电路提供直流电给电池管理***，可以使电池管理***既能采用交流电供电，又能采用直流电源输出的直流电供电，从而在交流电断路时，可以切换为采用直流电源输出的直流电供电。在直流电源的剩余电量较低时，可以切换为采用交流电供电，不会造成直流电源的过放电，延长直流电源和储能***的使用寿命，保证了电池管理***的持续稳定供电，保证了储能***的稳定运行。

本申请实施例提供的技术方案中，优选采用市电电网供给电池管理***电能，当市电电网停电后，采用直流电源向电池管理***供电，当市电电网停电或直流电源亏电时再采用储能电池组向电池管理***供电；有效的解决了市电电网停电或储能电池组过放电造成的电池管理***断电或储能电池损坏的问题。

本申请实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。在附图中：

图1为本申请实施例中电池管理***的直流供电电路的一种具体示例的原理框图；

图2为本申请实施例中电池管理***的直流供电电路的一种具体示例的电路图；

图3为本申请实施例中高压箱的一种具体示例的电路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请实施例所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。当描述“第一”时，并不表示必然存在“第二”；而当讨论“第二”时，也并不表明本申请必然存在“第一”。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可能意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。术语“包括”，为确定所包括的特征的存在，但不排除一个或更多其它的特征的存在或添加。术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本申请实施例提供了一种电池管理***(BMS)的直流供电电路，可以应用于储能***，如图1所示，该直流供电电路包括：第一供电电路10和第二供电电路20，被配置为输出直流电给电池管理***；

第一供电电路10的输出端和第二供电电路20的输出端分别与电池管理***100连接；

第一供电电路10的输入端被配置为输入交流电；

第二供电电路20的输入端被配置为输入直流电源200输出的直流电。

本申请实施例中，通过第一供电电路和第二供电电路提供直流电给电池管理***，可以使电池管理***既能采用交流电供电，又能采用直流电源输出的直流电供电，从而在交流电断路时，可以切换为采用直流电源输出的直流电供电。在直流电源的剩余电量较低时，可以切换为采用交流电供电，不会造成直流电源的过放电，延长直流电源和储能***的使用寿命，保证了电池管理***的持续稳定供电，保证了储能***的稳定运行。

在一可选实施方式中，如图1和图2所示，第一供电电路10包括第一反向隔离装置13，输出端与电池管理***100连接，被配置为能且仅能从第一反向隔离装置13的输入端向输出端传输电流。

在一可选实施方式中，第一供电电路10还包括：

第一交流转直流装置11，被配置为将输入的交流电转换为直流电并输出；

第一开关装置12，一端与第一交流转直流装置11的输出端连接，另一端与第一反向隔离装置13的输入端连接，被配置为导通或断开第一交流转直流装置11和第一反向隔离装置13之间的电连接。

作为一种具体示例，第一交流转直流装置11可以是AC/DC变压器或其它能够实现交流转直流的装置。如图2所示，第一交流转直流装置11为AC/DC变压器。BMS所需的直流电为低压直流电，AC/DC变压器可以将交流电源(如交流市电)提供的交流电转换成BMS所需的低压直流电供给BMS。第一开关装置12可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图2所示，第一开关装置12为第一开关，第一开关为电控开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。第一反向隔离装置13可以是二极管、至少两个二极管组成的装置或其它能够实现单向导通的装置。如图2所示，第一反向隔离装置13为第一二极管。二极管可以起到防止电流倒流的作用，如可以防止直流电源的直流电向交流电源方向传输。AC/DC变压器的输入端与交流市电连接，输出端与第一开关的一端连接，第一开关的另一端与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与BMS连接。

在一可选实施方式中，如图1和图3所示，直流供电电路还包括与第一供电电路10输入端连接的储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路，储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路被配置为输出交流电给第一供电电路10。

在一可选实施方式中，直流供电电路还包括与第一供电电路10输入端连接的储能电池组供电电路和市电电网供电电路；

储能电池组供电电路包括第三反向隔离装置34，其输出端与第一供电电路10输入端电连接，被配置为能且仅能从第三反向隔离装置34的输入端向输出端传输电流；

市电电网供电电路包括第二反向隔离装置14，其输出端与第一供电电路10输入端电连接，被配置为能且仅能从第二反向隔离装置14的输入端向输出端传输电流。

本申请实施例中，如图3所示，储能电池组供电电路的输入端可以被配置为输入储能电池组400输出的直流电。通过储能电池组供电电路，将储能电池组输出的直流电处理后提供给电池管理***，可以使电池管理***的低压直流电的供电来源包括交流市电、直流电源输出的直流电和储能电池组输出的直流电，从而在交流市电断路时，可以切换为采用直流电源输出的直流电供电，在直流电源的剩余电量较低时，可以切换为采用储能电池组输出的直流电供电，直至储能电池组触发放电保护而停止向外放电，避免了直流电源过放电和储能电池组过放电，延长了直流电源、储能电池组和储能***的使用寿命，保证了电池管理***的持续稳定供电，保证了储能***的稳定运行。

在一可选实施方式中，如图3所示，储能电池组供电电路包括：

放电开关装置31，一端被配置为输入储能电池组400输出的直流电，另一端与直流转交流装置32的输入端连接，被配置为导通或断开向直流转交流装置32的输入端传输从放电开关装置31的一端输入的直流电的通路；

直流转交流装置32，输出端与第四开关装置33的一端连接，被配置为将输入的直流电转换为交流电并输出；

第四开关装置33，另一端与第三反向隔离装置34的输入端连接，被配置为导通或断开直流转交流装置32和第三反向隔离装置34之间的电连接。

本申请实施例中，储能电池组400输出的直流电为高压直流电，经第三供电电路30转换成交流电，然后再顺次经第一交流转直流装置11、第一开关装置12和第一反向隔离装置13转换成低压直流电后提供给BMS。

作为一种具体示例，放电开关装置31可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图3所示，放电开关装置31为放电继电器开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。直流转交流装置32可以是储能变流器PCS中的DC/AC变压器部件，也可以是单独的DC/AC变压器或其它能够实现直流转交流的装置。如图3所示，直流转交流装置32为储能变流器PCS中的DC/AC变压器部件。第四开关装置33可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图3所示，第四开关装置33为第四开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。放电继电器开关的一端与储能电池组400连接，另一端与DC/AC变压器的输入端连接，DC/AC变压器的输出端输出交流电，与第四开关的一端连接，第四开关的另一端与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极与AC/DC变压器的第二输入端连接。

交流市电有电时，闭合第三开关和第一开关，断开第四开关和第二开关，交流市电提供BMS所需的低压直流电。交流市电停电时，闭合第二开关，断开第三开关和第一开关，由铅酸电池提供BMS所需的低压直流电，并使用电压表实时检测铅酸电池的电压情况，并将检测到的电压情况传递给BMS，BMS在铅酸电池当前电压值小于或等于低电压阈值的情形下产生并输出告警信号，并断开第二开关；此时闭合第四开关和第一开关，由储能电池组提供BMS所需的低压直流电，直至储能电池组触发放电保护，放电继电器开关断开，储能电池组停止向外放电，避免储能电池组过放电。

本申请实施例中，当交流市电正常时，BMS的用电由交流市电经AC/DC变压器转换成低压直流电后供给。当交流市电停电或断路时，改由铅酸电池进行供给。当铅酸电池亏电且储能电池组有剩余电量时，改由储能电池组输出的高压直流电经DC/AC变压器转换成交流电，再经AC/DC变压器转换成低压直流电后供给。因为储能电池组不是直接供给BMS，当储能电池组放电达到阈值时，BMS会触发放电保护，断开放电继电器开关，不会造成储能电池组的过放电，并且此时储能电池组不再进行工作，BMS也可以不用供电，保证了储能电池组在正常工作时，可以持续稳定地向BMS提供低压直流电，保证BMS的持续稳定供电，保证储能***的稳定运行。

在一可选实施方式中，市电电网供电电路还包括：第三开关装置15，一端被配置为输入交流市电，另一端与第二反向隔离装置14的输入端连接，被配置为导通或断开向第二反向隔离装置14的输入端传输从第三开关装置15的一端输入的交流市电的通路。

作为一种具体示例，第三开关装置15可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图3所示，第三开关装置15为第三开关，第三开关为电控开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。第二反向隔离装置14可以是二极管、至少两个二极管组成的装置或其它能够实现单向导通的装置。如图3所示，第二反向隔离装置14为第二二极管，可以起到防止电流倒流的作用。第三反向隔离装置34可以是二极管、至少两个二极管组成的装置或其它能够实现单向导通的装置。如图3所示，第三反向隔离装置34为第三二极管，防止电流倒流的作用。

在一可选实施方式中，如图1和图2所示，第二供电电路20包括：

第二开关装置21，一端被配置为输入直流电源200输出的直流电，另一端与电池管理***100连接，被配置为导通或断开向电池管理***100传输从第二开关装置21的一端输入的直流电的通路。

作为一种具体示例，第二开关装置21可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图2所示，第二开关装置21为第二开关，第二开关为电控开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。第二开关的一端与直流电源200连接，另一端与BMS连接。

本申请实施例还提供了一种高压箱，如图3所示，高压箱包括上述的电池管理***的直流供电电路、电池管理***100和直流电源200；

交流市电或直流电源200输出的直流电经直流供电电路处理后传输给电池管理***100，以给电池管理***直流供电。

作为一种具体示例，交流市电可以是220V或380V交流电。直流电源200可以是低压直流电源，该低压直流电源可以是12V、16V或24V低压直流电源。该低压直流电源可以是蓄电池。该蓄电池可以是铅酸电池，铅酸电池不会因为过放电造成寿命缩短或损坏，铅酸电池的电压与BMS所需要的电压相一致。

在一可选实施方式中，高压箱还包括电压检测装置300，分别与直流电源200和电池管理***100连接，被配置为获取直流电源200的当前电压值并输出给电池管理***100；

电池管理***100被配置为根据当前电压值控制第二供电电路的导通或断开，以使第二供电电路开启或停止给电池管理***输出直流电。

在一可选实施方式中，电池管理***100还被配置为在当前电压值小于或等于低电压阈值的情形下产生并输出告警信号，并控制第二供电电路停止向电池管理***供电，断开第二供电电路与电池管理***的电连接。

作为一种具体示例，电压检测装置300可以是电压表或其它能够实现检测直流电源的剩余电量的装置。如图3所示，电压检测装置300为电压表。电压检测装置用于检测直流电源的实时电压，并将检测到的电压信息传送给BMS，BMS根据接收到的电压信息对直流电源的剩余电量进行监控，在当前电压值小于或等于低电压阈值的情形下产生并输出告警信号(三级告警)，并根据告警信号控制第二开关断开，停止直流电源向BMS供电。

在一可选实施方式中，第一开关装置12、第二开关装置21和第三开关装置15被配置为在电池管理***100的控制下导通或断开；

电池管理***100还被配置为控制第一开关装置12、第二开关装置21和第三开关装置15均导通，以通过交流市电给电池管理***100供电和直流电源充电。

作为一种具体示例，当交流市电恢复正常时，闭合第一开关、第二开关和第三开关，交流市电向BMS供电并向铅酸电池充电。

在一可选实施方式中，高压箱还包括储能电池组400，储能电池组400输出的直流电经直流供电电路处理后传输给电池管理***100，以提供直流电给电池管理***100。

在一可选实施方式中，高压箱还包括充电开关装置500和第二交流转直流装置600；

第二交流转直流装置600的输出端与充电开关装置500的一端连接，被配置为将输入的交流电转换为直流电并输出；

充电开关装置500的另一端与储能电池组400连接，被配置为导通或断开第二交流转直流装置600和储能电池组400之间的电连接。

作为一种具体示例，第二交流转直流装置600可以是储能变流器PCS中的AC/DC变压器部件，也可以是单独的AC/DC变压器或其它能够实现交流转直流的装置。如图3所示，第二交流转直流装置600为储能变流器PCS中的AC/DC变压器部件。充电开关装置500可以包括一个开关，也可以包括两个以上的开关，开关可以是手动开关，也可以是电控开关。如图3所示，充电开关装置500为充电继电器开关，可以通过BMS进行导通和断开的控制。储能电池组经过储能变流器PCS的DC/AC变压器部件将高压直流电转换成220V或380V交流电，该交流电的一部分可以供给外接负载使用，另一部分可以经过AC/DC变压器转换成低压直流电供给BMS。储能电池组提供的一部分交流电或交流市电的一部分可以供给外接负载使用，交流市电的另一部分可以经过AC/DC变压器转换成低压直流电供给BMS；其中，交流市电还可以经过储能变流器PCS的AC/DC变压器部件后向储能电池组充电。

本申请实施例还提供了一种储能***，包括上述的高压箱。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本申请的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，不对本申请专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种电池管理***的直流供电电路，其特征在于，所述直流供电电路包括：第一供电电路和第二供电电路，被配置为输出直流电给所述电池管理***；

所述第一供电电路的输出端和所述第二供电电路的输出端分别与所述电池管理***连接；

所述第一供电电路的输入端被配置为输入交流电；

所述第二供电电路的输入端被配置为输入直流电源输出的直流电。

2.根据权利要求1所述的直流供电电路，其特征在于，所述第一供电电路包括第一反向隔离装置，输出端与所述电池管理***连接，被配置为能且仅能从所述第一反向隔离装置的输入端向输出端传输电流。

3.根据权利要求2所述的直流供电电路，其特征在于，所述第一供电电路还包括：

第一交流转直流装置，被配置为将输入的交流电转换为直流电并输出；

第一开关装置，一端与所述第一交流转直流装置的输出端连接，另一端与所述第一反向隔离装置的输入端连接，被配置为导通或断开所述第一交流转直流装置和所述第一反向隔离装置之间的电连接。

4.根据权利要求2所述的直流供电电路，其特征在于：所述直流供电电路还包括与第一供电电路输入端连接的储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路，所述储能电池组供电电路和/或市电电网供电电路被配置为输出交流电给所述第一供电电路。

5.根据权利要求2所述的直流供电电路，其特征在于：所述直流供电电路还包括与第一供电电路输入端连接的储能电池组供电电路和市电电网供电电路；

所述储能电池组供电电路包括第三反向隔离装置，其输出端与所述第一供电电路输入端电连接，被配置为能且仅能从所述第三反向隔离装置的输入端向输出端传输电流；

所述市电电网供电电路包括第二反向隔离装置，其输出端与所述第一供电电路输入端电连接，被配置为能且仅能从所述第二反向隔离装置的输入端向输出端传输电流。

6.根据权利要求1所述的直流供电电路，其特征在于，所述第二供电电路包括：

第二开关装置，一端被配置为输入直流电源输出的直流电，另一端与所述电池管理***连接，被配置为导通或断开向所述电池管理***传输从所述第二开关装置的一端输入的直流电的通路。

7.一种高压箱，其特征在于，所述高压箱包括如权利要求1-6任一项所述的电池管理***的直流供电电路、电池管理***和直流电源；

交流电或所述直流电源输出的直流电经所述直流供电电路处理后传输给所述电池管理***，以给所述电池管理***直流供电。

8.根据权利要求7所述的高压箱，其特征在于，所述高压箱还包括电压检测装置，分别与所述直流电源和所述电池管理***连接，被配置为获取所述直流电源的当前电压值并输出给所述电池管理***；

所述电池管理***被配置为根据所述当前电压值控制第二供电电路的导通或断开，以使所述第二供电电路开启或停止给所述电池管理***输出直流电。

9.根据权利要求8所述的高压箱，其特征在于，所述电池管理***还被配置为在所述当前电压值小于或等于低电压阈值的情形下产生并输出告警信号，并控制第二供电电路停止向所述电池管理***供电，断开所述第二供电电路与所述电池管理***的电连接。

10.一种储能***，其特征在于，包括如权利要求9所述的高压箱。