本實用新型涉及一種電池儲能領域,特別是涉及一種雙電池儲能系統。
背景技術:
電池包是由兩個或者兩個以上的單體電池按照一定的串并聯方式組成。電池管理系統(BMS)可以控制電池包的充電、放電等功能。儲能系統通常包括電池包及控制電池包充放電等功能的電池管理系統。儲能系統通常應用于電動汽車、家庭儲能、儲能電站等。
實際應用中,由于單體電池容量不足,電池包需要并聯多個單體電池?,F有的儲能系統只采用一個電池包來滿足一定的供電需求,則該電池包的重量重,不方便運輸和更換因而儲能系統的靈活性差。此外,現有的儲能系統采用單個電池包的情況,若某一單體電池出現故障時,整個儲能系統都將癱瘓,因而儲能系統的可靠性差。
技術實現要素:
本實用新型的目的是克服現有技術中的不足之處,提供一種可靠性好的雙電池儲能系統。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種雙電池儲能系統,包括:兩個電池包、控制器及雙刀鑰匙開關;所述所述電池包包括電池組及電池管理系統;所述電池管理系統與其對應的所述電池組連接,同時與所述控制器連接;所述雙刀鑰匙開關分別與兩個電池組的總正端及兩電池管理系統連接,同時控制兩個電池管理系統;兩個所述電池管理系統分別與所述控制器信號連接。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括串聯在其對應電池組總正端的總正繼電器。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括串聯在其對應電池組總負端的總負繼電器。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括串聯在其對應電池組總正端的預充電路,所述預充電路與其對應的總正繼電器并聯連接。
作為進一步的優選方案,所述預充電路包括串聯連接的預充電阻及預充繼電器。
作為進一步的優選方案,所述兩個電池組的總正端分別通過其對應的總正繼電器相互連接,所述兩個電池組的總負端分別通過其對應的總負繼電器相互連接。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括DC/DC轉換器,所述DC/DC轉換器的正極輸入端經雙刀鑰匙開關與其對應電池組的總正端連接,負極輸入端與其對應電池組的總負端連接,DC/DC轉換器的輸出端與其對應的所述電池管理系統的電源輸入端連接。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括依次串聯于電池組總正端的保險絲及分流器。
作為進一步的優選方案,所述電池管理系統通過充電CAN與充電機連接,并通過控制器CAN與所述控制器連接。
作為進一步的優選方案,所述電池包還包括與所述電池管理系統連接的總正繼電器線圈、總負繼電器線圈。
與現有技術相比,本實用新型的有益效果在于:
本實用新型為一種雙電池儲能系統通過設有兩個電池包、控制器及雙刀鑰匙開關,控制器通過控制雙刀鑰匙開關的通斷,進而可以控制兩個電池管理系統同時啟動或者同時關閉;設置有預充支路后,可以判斷預充支路閉合后,兩個電池包之間是否存在電流的持續輸出,可以防止兩個電池包之間出現相互充放電的情況,提高電池儲能系統的穩定性和可靠性。當其中一個電池出現故障或者充電充滿的時候,可以使用另一個電池進行充放電,提高儲能系統的穩定性及可靠性,同時,本實用新型的儲能系統的單個電池包可以進行工作,每個電池包都可以單獨更換以及拆卸且單個電池包的重量比較輕,運輸也比較方便。
附圖說明
圖1為本實用新型一實施例的雙電池儲能系統的原理圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型,下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施方式。但是,本實用新型可以以許多不同的形式來實現,并不限于本文所描述的實施方式。相反地,提供這些實施方式的目的是使對本實用新型的公開內容理解的更加透徹全面。
需要說明的是,當元件被稱為“固定于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的,不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1,一種雙電池儲能系統10包括:兩個電池包100、控制器200及雙刀鑰匙開關300。所述電池包100分別包括電池組110及其對應的電池管理系統120,電池管理系統120與其對應的電池組110連接,同時與控制器200連接。雙刀鑰匙開關300分別與兩個電池組110的總正端及兩電池管理系統120連接,同時控制兩個電池管理系統120;兩個電池管理系統120分別與控制器200信號連接。電池管理系統120通過充電CAN與充電機400連接,并通過控制器CAN與控制器300連接。
其中,兩個電池組110內部電芯串并聯連接方式相同,輸出的電壓也相同。充電機400通過充電CAN實現對兩個電池包100的充電,控制器200通過控制器CAN實現對兩個電池包100的控制。在配備管理系統時,至少需要兩路CAN,其中一路CAN與用電設備的控制器相連,被稱為控制器CAN,另外一路CAN與充電機相連,稱為充電CAN,兩個電池包100的充電CAN和控制器CAN分別對接在一起。
在雙電池儲能系統10中設置有兩個電池包100可以為系統提供電源,具體的,將兩個電池包100分別命名為第一電池包及第二電池包,當需要電池包提供電源時,首先判斷第一電池包和第二電池包的SOC值的大小,由SOC值大的先作為提供電源的電池包,當該電池包的SOC值較低時,則由另一個電池包來提供電源??刂破?00是控制第一電池包和第二電池包的工作,雙刀鑰匙開關300是控制兩個電池管理系統120同時啟動或關斷。
在其中一個實施例中,電池包100還包括串聯在其電池組110總正端的總正繼電器130。電池包100還包括串聯在其電池組110總負端的總負繼電器140。具體的,在第一電池包中包括第一總正繼電器K1和第一總負繼電器K2,在第二電池包中包括第二總正繼電器K4和第二總負繼電器K5。
兩個電池組110的總正端分別通過其對應的總正繼電器130相互連接,兩個電池組110的總負端分別通過其對應的總負繼電器140相互連接。
電池包100還包括串聯在其對應電池組總正端的預充電路,預充電路與其對應的總正繼電器130并聯連接。預充電路包括串聯連接的預充電阻及預充繼電器。具體的,第一電池包的預充電路包括串聯連接的第一預充電阻R7及第一預充繼電器K3,第二電池包的預充電路包括串聯連接的第二預充電阻R8及第二預充繼電器K6。兩個預充電阻的作用是防止兩個電池包100電壓不一致造成電池包100之間相互充放電的情況。其中,第一電池包還包括與其對應電池管理系統120連接的第一預充繼電器線圈R3,所述第一預充繼電器線圈R3用于控制第一預充繼電器K3的通斷;第二電池包還包括與其對應電池管理系統120連接的第二預充繼電器線圈R6,所述第二預充繼電器線圈R6用于控制第二預充繼電器K6的通斷。
電池包100還包括與電池管理系統120連接的總正繼電器線圈、總負繼電器線圈。具體的,第一電池包還包括與其對應的電池管理系統120連接的第一總正繼電器線圈R1和第一總負繼電器線圈R2,所述第一總正繼電器線圈R1用于控制第一總正繼電器K1的通斷,所述第一總負繼電器線圈R2用于控制第一總負繼電器K2;第二電池包還包括與其對應的電池管理系統120連接的第二總正繼電器線圈R4和第二總負繼電器線圈R5,所述第二總正繼電器線圈R4用于控制第二總正繼電器K4的通斷,所述第二總負繼電器線圈R5用于控制第二總負繼電器K5的通斷。
在其中一個實施例中,同時閉合預充支路后,如果電池管理系統120檢測到有電流持續存在時,則判斷存在電池包有輸出,則斷開預充繼電器的連接,不進行上電操作。設置有預充支路后,可以判斷預充支路閉合后,兩個電池包之間是否存在電流的持續輸出,可以防止兩個電池包之間出現相互充放電的情況,提高電池儲能系統的穩定性和可靠性。
電池包100還包括DC/DC轉換器150,DC/DC轉換器150的正極輸入端經雙刀鑰匙開關300與其對應電池組110的總正端連接,負極輸入端與其對應電池組110的總負端連接,DC/DC轉換器150的輸出端與其對應的電池管理系統120的電源輸入端連接。
電池管理系統120的供電電源可以由外部供電,也可以由電池包100供電,具體的,電池包100內置的DC/DC轉換器150把電池電壓壓降后給電池管理系統120供電。當在不具備外部供電電源的情況下,則需要由電池包100直接給電池管理系統120供電。
電池包100還包括依次串聯于電池組110總正端的保險絲160及分流器170。保險絲160是用于對電池包100的總保護,防止電池包100外部短路造成整個儲能系統電路故障。分流器170是用于電流的檢測。
工作原理:
放電過程:當處于放電模式時,同時閉合雙刀鑰匙開關后,兩個電池包的電池管理系統同時啟動上電,電池管理系統通過控制器CAN自動分配箱號1和2。然后,電池管理系統通過控制器CAN發送各個電池包的電壓信息及SOC值給控制器,控制器判斷兩個電池包的SOC值的大小,控制器向SOC值高的電池包的電池管理系統發送工作指令,該電池包的電池管理系統接收到工作指令后,電池管理系統接通該電池包的總正繼電器線圈和總負繼電器線圈,進而控制總正繼電器和總負繼電器的閉合,從而實現該電池包的放電。
在其中一種實施方式中,當控制器檢測到只存在一個電池包時,也就是控制器在規定的時間內,只接收到一個電池包的SOC值時,則允許單個電池包工作。如果控制器檢測到兩個電池包的SOC值相同,則控制器通過電池管理系統只閉合其中一組總正繼電器和總負繼電器,完成放電操作。
另一種實施方式為,當電池管理系統檢測到只存在一個電池包時,也就是電池管理系統在規定的時間內,接收不到外部的CAN信息時,則允許單個電池包工作。如果電池管理系統檢測到兩個電池包的SOC值相同,則電池管理系統只閉合其中一組總正繼電器和總負繼電器,完成放電操作。
充電過程:當處于充電模式時,先閉合一個電池包的總正繼電器和總負繼電器,然后,該電池包的電池管理系統通過充電CAN發送充電信號給充電機,充電機收到充電信號后,充電機開始工作,為相應的電池組充電。當電池組充滿后,該電池包的電池管理系統不再發送充電信號給充電機,并斷開該電池包的總正繼電器和總負繼電器。另一個電池包延時一定時間后,再閉合該電池包的總正繼電器和總負繼電器,進而完成后面的步驟,為該電池包的電池組進行充電工作,充滿后,再斷開總正繼電器和總負繼電器。其中,要說明的是,延時一定的時間可以是0.2s-1s之間,優選的是0.5s。
在整個充放電過程中,如果某個正在工作的電池包出現電路故障時,該電池包的電池管理系統就斷開該電池包的總正繼電器和總負繼電器,同時通過控制器CAN上傳故障碼和繼電器狀態給另一個電池管理系統,另一個電池包的電池管理系統接收到故障碼和繼電器狀態斷開后,延時一定時間,接通總正繼電器線圈和總負繼電器線圈的電源,進而控制總正繼電器和總負繼電器的閉合,繼續進行電池包未完成的工作。要說明的是,延時一定時間可以是0.2s-1s之間,優選的時間是0.5s。
本實用新型通過設有兩個電池的儲能系統,當其中一個電池出現故障時,可以使用另一個電池進行充放電,提高儲能系統的穩定性及可靠性,同時,本實用新型的儲能系統的單個電池包可以進行工作,每個電池包都可以單獨更換以及拆卸,單個電池包的重量比較輕,運輸也比較方便。
以上所述實施方式僅表達了本實用新型的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此,本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。