本發(fā)明涉及一種儲能系統(tǒng)，特別是一種大型儲能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

經(jīng)過近5年的快速發(fā)展，國內(nèi)儲能技術(shù)正從小容量小規(guī)模的研究與示范向大容量規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展。儲能，作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)正在崛起。儲能的必要性體現(xiàn)在保障電網(wǎng)安全，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的能量管理，接納可再生能源;經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)備的配置、提高全網(wǎng)的效率;技術(shù)先進(jìn)性體現(xiàn)在相比于傳統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、旋轉(zhuǎn)備用設(shè)備，其快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)性和高效率等方面具有突出優(yōu)勢。目前儲能行業(yè)正處于從小范圍試點(diǎn)向大規(guī)模應(yīng)用過渡的初始階段，國內(nèi)儲能政策預(yù)期、全球范圍內(nèi)的各類型儲能項(xiàng)目加速啟動(dòng)、行業(yè)巨頭陸續(xù)加大投資布局等事件，都將對中國儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成持續(xù)不斷的催化。

電池管理系統(tǒng)（batterymanagementsystem）電池管理系統(tǒng)（bms）是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)（bms）主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。隨著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展，也會增添其它的功能。

目前的bms采用整體式的模塊化結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理精確度不高并且維護(hù)比較麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大型儲能系統(tǒng)，其采用多層架構(gòu)，數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確，維護(hù)方便。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種大型儲能系統(tǒng)，其特征在于：包含若干組bmu、若干bcu、一個(gè)bau、工控屏和云平臺，每個(gè)bmu包含n個(gè)電池組，連接儲能系統(tǒng)的電池組用于采集電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，一個(gè)bcu連接若干個(gè)bmu，若干個(gè)bcu與一個(gè)bau連接用于收集bmu、bcu數(shù)據(jù)并上傳至bau，bau為上層管理單元控制儲能系統(tǒng)充放電，工控屏與bau連接用于實(shí)時(shí)顯示儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，云平臺與bau連接用于控制pcs對儲能系統(tǒng)的充放電過程。

進(jìn)一步地，所述bau包含mc9s12xep100mal芯片，mc9s12xep100mal芯片的3～9腳和12腳接地，mc9s12xep100mal芯片的1、2腳連接脈沖寬度調(diào)制器pwm的兩個(gè)輸入端，mc9s12xep100mal芯片的10、11腳連接脈沖寬度調(diào)制器pwm的兩個(gè)輸出端，mc9s12xep100mal芯片的12腳連接電容c49、c48一端，電容c49、c48另一端和mc9s12xep100mal芯片的14～22腳接地，mc9s12xep100mal芯片的35~37腳、39、40腳接地并且連接電容c54一端，電容c54另一端連接mc9s12xep100mal芯片的41、43腳、電感l(wèi)7一端、電容c88一端和電容c53一端，電感l(wèi)7另一端連接電源+5v，電容c88另一端接地，電容c53另一端連接mc9s12xep100mal芯片的44、45腳并接地，mc9s12xep100mal芯片的38腳連接電阻r131一端，mc9s12xep100mal芯片的42腳連接電阻r5一端，mc9s12xep100mal芯片的46腳連接電阻r402一端、晶振管x1一端、電容c28一端，mc9s12xep100mal芯片的47腳連接電阻r402另一端、晶振管x1另一端、電容c34一端，電容c28另一端和電容c34另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的47腳48腳連接電容c61、電容c55的一端連接，電容c61、電容c55的另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的49～52腳分別與電阻r30、r32、r118、r20一端連接，mc9s12xep100mal芯片的55腳接地，mc9s12xep100mal芯片的56腳連接電阻r155一端，電阻r155另一端連接電源+5v，mc9s12xep100mal芯片的59～64腳接地，mc9s12xep100mal芯片的65腳連接電容c99、電容c89一端，電容c99、電容c89另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的66～77腳、79、81腳接地，mc9s12xep100mal芯片的80腳連接電阻r207一端，mc9s12xep100mal芯片的82腳連接電阻r206一端，mc9s12xep100mal芯片的83、84腳連接電容c80一端、電容c56一端、電阻r237一端，電容c80另一端和電容c56另一端接地，電阻r237另一端、電阻r212、電阻r227一端連接電源+5v，電阻r212另一端連接電容c91一端，電阻r227另一端連接電容c90一端，電容c91、c90另一端接地并與電阻r234一端連接，mc9s12xep100mal芯片的85、86、87、94、95、96、97腳接地，mc9s12xep100mal芯片的98腳與電阻r216一端連接，mc9s12xep100mal芯片的99腳與電阻r217一端連接，mc9s12xep100mal芯片的106、108腳接地，mc9s12xep100mal芯片的107腳連接電容c46、電容c39、電感l(wèi)3一端，電容c46和電容c39另一端接地，電感l(wèi)3另一端連接電源+5v，mc9s12xep100mal芯片的112腳連接電阻r117一端，電阻r1176另一端連接電源+5v。

進(jìn)一步地，所述mc9s12xep100mal芯片的54腳連接電阻r192一端，電阻r192另一端連接mos管q53的g極，mc9s12xep100mal芯片的53腳連接電阻r193一端，電阻r193另一端連接mos管q52的g極，mos管q53、q52的s極連接電源+5v，mos管q53的d極連接電阻r196一端，電阻r196另一端連接雙路二極管d61的1腳，mos管q52的d極連接電阻r301一端，電阻r301的另一端連接雙路二極管d61的2腳，雙路二極管d61的3、4腳接地。

進(jìn)一步地，所述電阻r131的另一端連接u14的6腳，u14的7腳連接電阻r260一端，電阻r260另一端連接電阻r5的另一端另、電容c10一端、電阻r279一端和電阻r197一端，電容c10另一端和電阻r279一端接地，電阻r197另一端連接電源+5v和電阻r88一端，電阻r88另一端連接電容c118一端、u142腳，電容c118另一端和u14的3、4腳接地，u14的1、8腳連接。

進(jìn)一步地，所述電阻r216的另一端連接時(shí)鐘芯片u10的10腳和電阻r201一端，電阻r217的另一端連接時(shí)鐘芯片u10的9腳和電阻r205一端，時(shí)鐘芯片u10的11腳連接電阻r200的一端，時(shí)鐘芯片u10的12腳、電阻r205、r201、r200的另一端和電容c83、c13一端連接電源+5v，電容c83、c13另一端連接時(shí)鐘芯片u10的8腳并接地。

進(jìn)一步地，所述bmu采用ltc6803芯片進(jìn)行單體電壓采集。

進(jìn)一步地，所述bmu、bcu和bau之間采用can總線連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明采用三層架構(gòu)，可以提供更準(zhǔn)確的測量信息，提高數(shù)據(jù)處理功能，誤差精度降到最低，能夠避免或者承受各種誤操作的壓力，不會出現(xiàn)安全事故，能經(jīng)受國標(biāo)規(guī)定的絕緣耐壓性能試驗(yàn)，在過程中應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)等破壞性放電現(xiàn)象，提高soc估算精度等，從而提高電池利用率、延長電池使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種大型儲能系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種大型儲能系統(tǒng)的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

如圖所示，本發(fā)明的一種大型儲能系統(tǒng)，包含若干組bmu、若干bcu、一個(gè)bau、工控屏和云平臺，每組bmu包含n個(gè)bmu，每個(gè)bmu分別與儲能系統(tǒng)的電池連接用于采集電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，每個(gè)bmu包含n個(gè)電池組，連接儲能系統(tǒng)的電池組用于采集電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，一個(gè)bcu連接若干個(gè)bmu，若干個(gè)bcu與一個(gè)bau連接用于收集bmu、bcu數(shù)據(jù)并上傳至bau，bau為上層管理單元控制儲能系統(tǒng)充放電，工控屏與bau連接用于實(shí)時(shí)顯示儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，云平臺與bau連接用于控制pcs對儲能系統(tǒng)的充放電過程。大型儲能系統(tǒng)分為3級架構(gòu)，bmu作為最底層，負(fù)責(zé)采集電池模組的電壓、溫度信息；bcu作為中間層管理單元，通過內(nèi)部can1總線獲取bmu上報(bào)的電壓、溫度信息，根據(jù)報(bào)警信息控制高壓盒內(nèi)繼電器的動(dòng)作，并將本組內(nèi)的電壓、溫度、電流、絕緣信息上報(bào)給bau做進(jìn)一步處理；bau作為上層管理單元，通過內(nèi)部can2總線獲取bcu上報(bào)的電壓、溫度、電流、絕緣、繼電器狀態(tài)信息，通過內(nèi)部can2總線與監(jiān)控屏通信，在監(jiān)控屏上實(shí)時(shí)顯示儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，并通過外部can總線與pcs/ems通信，控制pcs對儲能系統(tǒng)的充放電過程。

bau包含mc9s12xep100mal芯片，mc9s12xep100mal芯片的3～9腳和12腳接地，mc9s12xep100mal芯片的1、2腳連接脈沖寬度調(diào)制器pwm的兩個(gè)輸入端，mc9s12xep100mal芯片的10、11腳連接脈沖寬度調(diào)制器pwm的兩個(gè)輸出端，mc9s12xep100mal芯片的12腳連接電容c49、c48一端，電容c49、c48另一端和mc9s12xep100mal芯片的14～22腳接地，mc9s12xep100mal芯片的35~37腳、39、40腳接地并且連接電容c54一端，電容c54另一端連接mc9s12xep100mal芯片的41、43腳、電感l(wèi)7一端、電容c88一端和電容c53一端，電感l(wèi)7另一端連接電源+5v，電容c88另一端接地，電容c53另一端連接mc9s12xep100mal芯片的44、45腳并接地，mc9s12xep100mal芯片的38腳連接電阻r131一端，mc9s12xep100mal芯片的42腳連接電阻r5一端，mc9s12xep100mal芯片的46腳連接電阻r402一端、晶振管x1一端、電容c28一端，mc9s12xep100mal芯片的47腳連接電阻r402另一端、晶振管x1另一端、電容c34一端，電容c28另一端和電容c34另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的47腳48腳連接電容c61、電容c55的一端連接，電容c61、電容c55的另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的49～52腳分別與電阻r30、r32、r118、r20一端連接，mc9s12xep100mal芯片的55腳接地，mc9s12xep100mal芯片的56腳連接電阻r155一端，電阻r155另一端連接電源+5v，mc9s12xep100mal芯片的59～64腳接地，mc9s12xep100mal芯片的65腳連接電容c99、電容c89一端，電容c99、電容c89另一端接地，mc9s12xep100mal芯片的66～77腳、79、81腳接地，mc9s12xep100mal芯片的80腳連接電阻r207一端，mc9s12xep100mal芯片的82腳連接電阻r206一端，mc9s12xep100mal芯片的83、84腳連接電容c80一端、電容c56一端、電阻r237一端，電容c80另一端和電容c56另一端接地，電阻r237另一端、電阻r212、電阻r227一端連接電源+5v，電阻r212另一端連接電容c91一端，電阻r227另一端連接電容c90一端，電容c91、c90另一端接地并與電阻r234一端連接，mc9s12xep100mal芯片的85、86、87、94、95、96、97腳接地，mc9s12xep100mal芯片的98腳與電阻r216一端連接，mc9s12xep100mal芯片的99腳與電阻r217一端連接，mc9s12xep100mal芯片的106、108腳接地，mc9s12xep100mal芯片的107腳連接電容c46、電容c39、電感l(wèi)3一端，電容c46和電容c39另一端接地，電感l(wèi)3另一端連接電源+5v，mc9s12xep100mal芯片的112腳連接電阻r117一端，電阻r1176另一端連接電源+5v。

mc9s12xep100mal芯片的54腳連接電阻r192一端，電阻r192另一端連接mos管q53的g極，mc9s12xep100mal芯片的53腳連接電阻r193一端，電阻r193另一端連接mos管q52的g極，mos管q53、q52的s極連接電源+5v，mos管q53的d極連接電阻r196一端，電阻r196另一端連接雙路二極管d61的1腳，mos管q52的d極連接電阻r301一端，電阻r301的另一端連接雙路二極管d61的2腳，雙路二極管d61的3、4腳接地。

電阻r131的另一端連接u14的6腳，u14的7腳連接電阻r260一端，電阻r260另一端連接電阻r5的另一端另、電容c10一端、電阻r279一端和電阻r197一端，電容c10另一端和電阻r279一端接地，電阻r197另一端連接電源+5v和電阻r88一端，電阻r88另一端連接電容c118一端、u142腳，電容c118另一端和u14的3、4腳接地，u14的1、8腳連接。

電阻r216的另一端連接時(shí)鐘芯片u10的10腳和電阻r201一端，電阻r217的另一端連接時(shí)鐘芯片u10的9腳和電阻r205一端，時(shí)鐘芯片u10的11腳連接電阻r200的一端，時(shí)鐘芯片u10的12腳、電阻r205、r201、r200的另一端和電容c83、c13一端連接電源+5v，電容c83、c13另一端連接時(shí)鐘芯片u10的8腳并接地。

bau作為上層管理單元，通過內(nèi)部can2總線獲取bcu上報(bào)的電壓、溫度、電流、絕緣、繼電器狀態(tài)信息，通過內(nèi)部can2總線與監(jiān)控屏通信，在監(jiān)控屏上實(shí)時(shí)顯示儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，并通過外部can總線與pcs/ems通信，控制pcs對儲能系統(tǒng)的充放電過程。通過485協(xié)議與工控屏通信，定義通訊協(xié)議，工控屏系統(tǒng)信息顯示、bcu詳細(xì)信息、從板信息顯示、系統(tǒng)報(bào)警信息匯總和bmu詳細(xì)信息。使用fat32系統(tǒng)，實(shí)時(shí)存儲所有bmubcu參數(shù)信息到sd卡，供后續(xù)查看，設(shè)計(jì)刪除算法，剩余容量小于一定量時(shí)，刪除指定日期前的文件，fat32系統(tǒng)目前只支持刪除單個(gè)文件，刪除對應(yīng)文件在fat表中的簇鏈關(guān)系，更新fat表和簇信息；但這樣耗時(shí)太大，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)算法可以刪除整個(gè)文件夾，通過尋找文件夾的在fat表中的簇鏈關(guān)系，找到下一個(gè)可用空閑簇，更新對應(yīng)的fat表和簇信息。利用tcp/ip協(xié)議實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，云平臺端編寫設(shè)計(jì)接收程序，批量接收數(shù)據(jù)，處理后形成xml文件批量插入到數(shù)據(jù)庫中，并在云平臺前端實(shí)時(shí)展示；

bmu采用ltc6803芯片進(jìn)行單體電壓采集，最大測量誤差為0.25%，整個(gè)系統(tǒng)能夠在13ms之內(nèi)完成單體電池的電壓檢測；并采用外部電路均衡方式，提高利用效率，并增大均衡電流；采用高精度的ad采樣和精密的溫度傳感器，提高溫度采樣精度；采用車規(guī)級元器件，具有更寬的工作溫度范圍、更強(qiáng)的抗干擾性能，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。智能均衡控制：均衡技術(shù)能夠提高電池一致性，從而提高電池利用率和使用壽命，采用智能化均衡壓差控制、均衡開啟個(gè)數(shù)控制、均衡溫度控制，能夠通過上位機(jī)進(jìn)行所需閾值參數(shù)的配置，算法復(fù)雜度低、智能高效、易于實(shí)現(xiàn)。智能熱管理技術(shù)：熱管理技術(shù)用來改善電池工作環(huán)境溫度，使電池工作在最佳環(huán)境溫度。系統(tǒng)基于準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測，根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境情況，結(jié)合特有的控制策略對系統(tǒng)溫度進(jìn)行區(qū)域化、模塊化、集體化控制，保證系統(tǒng)工作在均一化的最佳狀態(tài)。

bcu采用獨(dú)特電源設(shè)計(jì)方案，提高采樣和通訊可靠性；采用隔離can通信，提高通信的穩(wěn)定性和可靠性。選用了保護(hù)型元器件如tvs管，當(dāng)電路中經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（最高達(dá)1*10-12秒）使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞；合理的pcb設(shè)計(jì)方式，保證布局整齊、美觀的同時(shí)，提高了產(chǎn)品的抗干擾性及穩(wěn)定性。軟件中采用電池組的內(nèi)阻模型構(gòu)建絕緣檢測模型，并在該模型基礎(chǔ)上增加可信度算法，根據(jù)電池組總電壓的變化區(qū)間實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)集的可信度度量，并選擇可信度最大的二元數(shù)據(jù)集來估計(jì)系統(tǒng)絕緣阻抗，最后使用滑動(dòng)平均濾波對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理從而抑制量測噪聲的影響，提高了絕緣檢測精度。

本發(fā)明使用三層架構(gòu)，可以提供更準(zhǔn)確的測量信息，提高數(shù)據(jù)處理功能，誤差精度降到最低，能夠避免或者承受各種誤操作的壓力，不會出現(xiàn)安全事故，能經(jīng)受國標(biāo)規(guī)定的絕緣耐壓性能試驗(yàn)，在過程中應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)等破壞性放電現(xiàn)象，提高soc估算精度等，從而提高電池利用率、延長電池使用壽命。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。