CN221727934U - 一种储能电池模块切断控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能电池模块切断控制系统，储能电池模块切断控制系统包括：n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块、子供电控制模块、供电负荷模块以及电气控制模块，且电池组模块分别与供电负荷模块的第一端及子供电控制模块连接；n个电气控制模块串联后与每个子供电控制模块的第二端连接；每一供电负荷模块的第二端并联连接，且连接外接负载。本实用新型实施例实现了在任意电池组模块出现故障断路时，可确保所有的电池组模块停止工作。

Description

一种储能电池模块切断控制系统

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，尤其涉及一种储能电池模块切断控制系统。

背景技术

随着锂电池等二次电池技术的发展，储能电池系统也得到了快速发展；目前，储能电池系统朝向大容量方向发展，即通过增加电池的数量以增大储能容量；为了便于电池的管理使用，一般将多组电池簇并联后经过变流器处理后向外接负载提供电能。

由于每组电池簇由单独的子系统进行控制进行充电或放电，其中一组发生故障时，该组电池簇在其子系统的控制下断开，其它组电池簇则会继续向外供电维持正常工作。此时，则会导致其它工作的电池簇系统功率输出输入会瞬间升高，造成电池超负荷工作。并且，非故障的电池簇系统经过充放电后，电压能量与故障电池簇系统的电压能量不一致，造成发生故障的电池簇系统修复后无法再并机使用，需进行电压能量手动均衡，使电压能量一致，才可并入直流母排正常使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种储能电池模块切断控制系统，以实现在任意电池组模块出现故障断路时，可确保所有的电池组模块停止工作。

根据本实用新型的一方面，提供了一种储能电池模块切断控制系统，储能电池模块切断控制系统包括：

n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块、子供电控制模块、供电负荷模块以及电气控制模块，且电池组模块分别与所述供电负荷模块的第一端及所述子供电控制模块连接；n个电气控制模块串联后与每个子供电控制模块的第二端连接；每一供电负荷模块的第二端并联连接，且连接外接负载；其中，n为大于1的整数；

其中，子供电控制模块用于在识别出对应的电池组模块的电路出现异常时，向电气控制模块发出断路控制信号；电气控制模块用于在接收到断路控制信号后，控制供电负荷模块断开，以停止向外接负载供电。

进一步的，储能电池模块切断控制系统还包括：主供电控制模块和逆变器；

n个电气控制模块串联后与主供电控制模块的第一端电连接；供电负荷模块的第二端并联后通过逆变器与主供电控制模块的第二端电连接；

主供电控制模块与每个电池组模块电连接，主供电控制模块用于在接收到任一电池组模块发生断路异常后，控制逆变器停止向外接负载输出交流电；

和/或，主供电控制模块用于在接收到任一电池组模块发生断路异常后，将断路信号传递给电气控制模块，电气控制模块控制与其对应的供电负荷模块断开。

进一步的，储能电池模块切断控制系统还包括：直流母排；

每一供电负荷模块的第二端通过直流母排与逆变器电连接。

进一步的，电池组模块包括第一开关和电池组；

电池组通过第一开关与供电负荷模块电连接；子供电控制模块用于识别第一开关的电路状态，并根据第一开关的电路状态向电气控制模块发送断路控制信号。

进一步的，子供电控制模块还用于接收复位信号，对应电气控制模块根据复位信号控制供电负荷模块导通，以向外接负载供电。

进一步的，电池组模块还包括第二开关；

第二开关与电池组、第一开关和供电负荷模块串联连接；第二开关用于在第一开关的关闭出现异常时，手动断开电池组所在的电路。

进一步的，供电负荷模块包括分励脱扣器的断路器；

电气控制模块包括分励脱扣器。

进一步的，逆变器包括储能双向变流器。

进一步的，所述供电负荷开关的第一端与所述电池组模块电连接，所述供电负荷开关的第二端与所述直流母排电连接，所述供电负荷开关的第三端与所述电气开关电连接。

进一步的，储能电池模块切断控制系统还包括：储能汇流柜；

主供电控制模块、n个供电负荷模块和直流母排位于储能汇流柜中。

进一步的，子供电控制模块包括电池管理子系统；

主供电控制模块包括电池管理主系统。

本实用新型实施例设计的储能电池模块切断控制系统包括：n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块、子供电控制模块、供电负荷模块以及电气控制模块，且电池组模块分别与供电负荷模块的第一端及子供电控制模块连接；n个电气控制模块串联后与每个子供电控制模块的第二端连接；每一供电负荷模块的第二端并联连接，且连接外接负载；子供电控制模块在识别出对应的电池组模块的电路出现异常时，向电气控制模块发出断路控制信号；电气控制模块在接收到断路控制信号后，控制供电负荷模块断开，以停止向外接负载供电，进而实现所有的电池组模块停止向外接负载供电，即实现了在任意电池组模块出现故障断路时，可确保所有的电池组模块停止工作。防止非故障的电池组模块的功率瞬间升高而造成非故障电池超负荷工作。同时，保证发生故障的电池组模块修复后可以再并机使用，无需进行电压能量手动均衡，使电压能量一致，即可并入直流母排正常使用。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的部分电路连接示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的另一种储能电池模块切断控制系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的部分电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、系统、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。

本实用新型实施例提供了一种储能电池模块切断控制系统，图1是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的结构示意图，参考图1，储能电池模块切断控制系统包括：

n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块1、子供电控制模块2、供电负荷模块3以及电气控制模块4，且电池组模块1分别与供电负荷模块3的第一端及子供电控制模块2连接；n个电气控制模块4串联后与每个子供电控制模块2的第二端连接；每一供电负荷模块3的第二端并联连接，且连接外接负载6；其中，n为大于1的整数；

其中，子供电控制模块2用于在识别出对应的电池组模块1的电路出现异常时，向电气控制模块4发出断路控制信号；电气控制模块4用于在接收到断路控制信号后，控制供电负荷模块3断开，以停止向外接负载6供电。

具体的，正常工作状况下，n个电池组模块1通过与其对应的n个供电负荷模块3直接向外接负载6供电。当n个电池组模块1中的其中至少一个电池组模块1出现故障无法正常供电时，子供电控制模块2会将断路控制信号传递给电气控制模块4，电气控制模块4在接收到断路控制信号后，会控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3断开，进而使得所有的电池组模块1停止向外接负载6供电。

示例性的，电气控制模块4可以为分励脱扣器，图2是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的部分电路连接示意图，参考图2，若电气控制模块4为分励脱扣器，n个电气控制模块4串联设置，且与每一子供电控制模块2电连接，在电气控制模块4接收到断路控制信号时，所有的电气控制模块4都会出现断路的情况，进而电气控制模块4会控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3断开，进而使得所有的电池组模块1停止向外接负载6供电。

本实用新型实施例设计的储能电池模块切断控制系统包括：n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块1、子供电控制模块2、供电负荷模块3以及电气控制模块4，且电池组模块1分别与供电负荷模块3的第一端及子供电控制模块2连接；n个电气控制模块4串联后与每个子供电控制模块2的第二端连接；每一供电负荷模块3的第二端并联连接，且连接外接负载6；子供电控制模块2在识别出对应的电池组模块1的电路出现异常时，向电气控制模块4发出断路控制信号；电气控制模块4在接收到断路控制信号后，控制供电负荷模块3断开，以停止向外接负载6供电，进而实现所有的电池组模块1停止向外接负载6供电，即实现了在任意电池组模块1出现故障断路时，可确保所有的电池组模块1停止工作。防止非故障的电池组模块1的功率瞬间升高而造成非故障电池超负荷工作。同时，保证发生故障的电池组模块1修复后可以再并机使用，无需进行电压能量手动均衡，使电压能量一致，即可并入直流母排正常使用。

进一步的，图3是根据本实用新型实施例提供的另一种储能电池模块切断控制系统的结构示意图，参考图3，储能电池模块切断控制系统还包括：主供电控制模块7和逆变器5；

n个电气控制模块4串联后与主供电控制模块7的第一端电连接；供电负荷模块3的第二端并联后通过逆变器5与主供电控制模块7的第二端电连接；

主供电控制模块7与每一电池组模块1电连接，主供电控制模块7用于在接收到任一电池组模块1发生断路异常后，控制逆变器5停止向外接负载6输出交流电；

和/或，主供电控制模块7用于在接收到任一电池组模块1发生断路异常后，将第二断路信号传递给电气控制模块4，每一电气控制模块4控制每一与其对应的供电负荷模块3断开。

具体的，子供电控制模块2可以通过三种方法，使得所有的电池组模块1停止向逆变器5提供直流电，方法一可以是在n个电池组模块1中的其中至少一组出现故障断路时，主供电控制模块7在接收到任一电池组模块1发生断路异常后，会控制逆变器5断路，并停止向外接负载6输出交流电；方法二可以是在n个电池组模块1中的其中至少一组出现故障断路时，主供电控制模块7在接收到任一电池组模块1发生断路异常后，会将第二断路信号传递给电气控制模块4，电气控制模块4在接收到第二断路信号后，会控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3断开，进而使得所有的电池组模块1停止向逆变器5提供直流电；方法三可以是在n个电池组模块1中的其中至少一组出现故障断路时，主供电控制模块7在接收到任一电池组模块1发生断路异常后，会控制逆变器5断路，并停止向外接负载6输出交流电，并同时将第二断路信号传递给电气控制模块4，电气控制模块4在接收到第二断路信号后，会控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3断开，进而使得所有的电池组模块1停止向逆变器5提供直流电。

示例性的，电气控制模块4可以为分励脱扣器，参考图2，若电气控制模块4为分励脱扣器，n个电气控制模块4串联设置，且与每一子供电控制模块2和主供电控制模块7电连接，在电气控制模块4接收到断路控制信号或第二断路信号时，所有的电气控制模块4都会出现断路的情况，进而电气控制模块4会控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3断开，进而使得所有的电池组模块1停止向逆变器5提供直流电。在储能电池模块切断控制系统内加入主供电控制模块7，使得在某一或某些子供电控制模块2出现异常，不能向电气控制模块4发送断路控制信号时，可通过主供电控制模块7向电气控制模块4发送第二断路信号或控制与其相连的逆变器5断路，进而实现所有的电池组模块1停止工作的目的，增加了储能电池模块切断控制系统的可靠性。

进一步的，图4是根据本实用新型实施例提供的一种储能电池模块切断控制系统的部分电路连接示意图，参考图4，储能电池模块切断控制系统还包括：直流母排8；

每一供电负荷模块3的第二端通过直流母排8与逆变器5电连接。

具体的，流经每一供电负荷模块3的直流电可通过直流母排8汇总后传入逆变器5。

进一步的，继续参考图4，电池组模块包括第一开关12和电池组11；

电池组11通过第一开关12与供电负荷模块3电连接；子供电控制模块2用于在识别第一开关12的电路状态，并根据第一开关12的电路状态向所述电气控制模块发送断路控制信号。

具体的，子供电控制模块2在接收到第一开关12的导通信息或断开信息后，将第一开关12的导通信息或断开信息传递给电气控制模块，电气控制模块在根据接收到的第一开关12的导通信息或断开信息控制与每一电气控制模块4对应的供电负荷模块3的导通和断开，可实现在某一或某些第一开关12断开后，实现所有的电池组11停止向外接负载6供电的目的，进而实现了在任意电池组模块1出现故障断路时，可确保所有的电池组11停止向外供电。此时，传递给电气控制模块的第一开关12的导通信息或断开信息可以为断路控制信号。

进一步的，继续参考图4，子供电控制模块2还用于向与子供电控制模块2对应的电气控制模块4传输复位信号，与子供电控制模块2对应的电气控制模块4用于在接收到复位信号后，控制供电负荷模块3导通，以向外接负载6供电。具体的，在需要电池组11向外接负载6供电时，则可向子供电控制模块2发送供电信号，子供电控制模块2在接收到供电信号后，向与子供电控制模块2对应的电气控制模块4传输复位信号，与子供电控制模块2对应的电气控制模块4用于在接收到复位信号后，控制供电负荷模块3导通，此时，由于每一电气控制模块4为串联连接，当子供电控制模块2向电气控制模块4传输复位信号时，则可实现每一电气控制模块4导通，当每一电气控制模块4导通后，可控制每一供电负荷模块3导通，进而实现每一电池组11向外接负载6供电。

进一步的，继续参考图3，电池组模块1还包括第二开关13；

第二开关13与电池组、第一开关12和供电负荷模块3串联连接；第二开关13用于在第一开关11的关闭出现异常时，手动断开电池组11所在的电路。

具体的，在电池组11出现异常，不能正常工作时，需断开第一开关12，若第一开关12断开出现异常，此时可通过手动断开第二开关13，实现电池组11停止向逆变器5提供直流电的目的，进而实现了在任意电池组模块1出现故障断路时，可确保所有的电池组11停止向外输出直流电。

进一步的，供电负荷模块包括分励脱扣器的断路器；

电气控制模块包括分励脱扣器。

具体的，若供电负荷模块为分励脱扣器的断路器，且电气控制模块为分励脱扣器，在n个电池组模块中的其中至少一组出现故障断路时，子供电控制模块会将第一断路信号传递给分励脱扣器，分励脱扣器在接收到第一断路信号后断开，此时与其对应的分励脱扣器的断路器同样会出现断开的现象，n个分励脱扣器串联设置，若其中一个分励脱扣器断开，则其他n-1个分励脱扣器同样会因为失电而断开，由于分励脱扣器的断路器与分励脱扣器同步打开和关闭，因此当所有分励脱扣器失电断开时，则所有的分励脱扣器的断路器同样会失电断开，进而实现了所有的电池组模块停止向外输出直流电的目的，进一步增加了储能电池模块切断控制系统的可靠性。

进一步的，逆变器包括储能双向变流器。

进一步的，参考图3，储能电池模块切断控制系统还包括：储能汇流柜9；

主供电控制模块7、n个供电负荷模块3和直流母排8位于储能汇流柜9中。

具体的，将主供电控制模块7、n个供电负荷模块3和直流母排8设置在储能汇流柜9内，有效避免因主供电控制模块7、n个供电负荷模块3和直流母排8暴露在外，出现漏电的情况，能够降低安全隐患。

进一步的，子供电控制模块包括电池管理子系统；

主供电控制模块包括电池管理主系统。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能电池模块切断控制系统，其特征在于，包括：n组子控制系统，每组子控制系统包含：电池组模块、子供电控制模块、供电负荷模块以及电气控制模块，且所述电池组模块分别与所述供电负荷模块的第一端及所述子供电控制模块连接；n个所述电气控制模块串联后与每个所述子供电控制模块的第二端连接；每一所述供电负荷模块的第二端并联连接，且连接外接负载；其中，n为大于1的整数；

其中，所述子供电控制模块用于在识别出对应的所述电池组模块的电路出现异常时，向所述电气控制模块发出断路控制信号；所述电气控制模块用于在接收到所述断路控制信号后，控制所述供电负荷模块断开，以停止向外接负载供电。

2.根据权利要求1所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，还包括：主供电控制模块和逆变器；

n个所述电气控制模块串联后与所述主供电控制模块的第一端电连接；所述供电负荷模块的第二端并联后通过所述逆变器与所述主供电控制模块的第二端电连接；

所述主供电控制模块与每一所述电池组模块电连接，所述主供电控制模块用于在接收到任一所述电池组模块发生断路异常后，控制所述逆变器停止向外接负载输出交流电；

和/或，所述主供电控制模块用于在接收到任一所述电池组模块发生断路异常后，将第二断路信号传递给所述电气控制模块，每一所述电气控制模块控制每一与其对应的所述供电负荷模块断开。

3.根据权利要求2所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，还包括：直流母排；

每一所述供电负荷模块的第二端通过所述直流母排与所述逆变器电连接。

4.根据权利要求1所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，所述电池组模块包括第一开关和电池组；

所述电池组通过所述第一开关与所述供电负荷模块电连接；所述子供电控制模块用于识别所述第一开关的电路状态，并根据所述第一开关的电路状态向所述电气控制模块发送断路控制信号。

5.根据权利要求1或2所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，所述子供电控制模块还用于向与所述子供电控制模块对应的所述电气控制模块传输复位信号，与所述子供电控制模块对应的所述电气控制模块用于在接收到所述复位信号后，控制所述供电负荷模块导通，以向外接负载供电。

6.根据权利要求4所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，所述电池组模块还包括第二开关；

所述第二开关与所述电池组、所述第一开关和所述供电负荷模块串联连接；所述第二开关用于在所述第一开关的关闭出现异常时，手动断开所述电池组所在的电路。

7.根据权利要求4所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，

所述供电负荷模块包括分励脱扣器的断路器；

所述电气控制模块包括所述分励脱扣器。

8.根据权利要求2所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，所述逆变器包括储能双向变流器。

9.根据权利要求3所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，还包括：储能汇流柜；

所述主供电控制模块、n个所述供电负荷模块和所述直流母排位于所述储能汇流柜中。

10.根据权利要求2所述的储能电池模块切断控制系统，其特征在于，

所述子供电控制模块包括电池管理子系统；

所述主供电控制模块包括电池管理主系统。