本技術涉及儲能設備,具體而言,涉及一種儲能設備。
背景技術:
1、在相關技術中,儲能設備采用模塊化設計方案,可以通過增加或減少電池包模塊的方式對儲能設備進行擴容或縮容。為了實現待機低能耗,儲能設備中的電池包模塊只有在接收到啟動指令后,才會進入工作狀態。
2、當儲能設備中同時設置有多個電池包模塊時,如果需要這些電池單元包同時放電,則需要用戶手動依次開機這些電池包模塊,啟動操作的步驟繁瑣。
技術實現思路
1、本技術旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。
2、為此,本技術提出一種儲能設備。
3、有鑒于此,本技術提供了一種儲能設備,包括:兩個電連接的電池單元,電池單元包括:電芯;電池管理模塊,電池管理模塊與電芯電連接,電池管理模塊用于在與電芯導通后啟動并生成啟動信號;聯動模塊,聯動模塊與電池管理模塊電連接,用于在接收到啟動信號的情況下,控制與電池單元電連接的其他電池單元中的電芯和電池管理模塊之間的電路導通。
4、在該技術方案中,儲能設備的電池組件中設置有多個電連接的電池單元,通過增加或減少電池單元的數量,能夠對電池組件的總電量進行調整,從而實現對儲能設備的擴容或縮容,從而滿足不同場景需求。
5、其中,電池組件中的多個電池單元為模塊化設計,每個電池單元均為獨立的功能模塊。在儲能設備部署完成后,在非工作狀態時,為了減少待機能耗,減少電池單元的電量損耗,電池單元處于休眠狀態,此時電池單元無法對外放電。
6、當需要使用儲能設備時,用戶需要手動逐一操作每一個電池單元上的模塊開關,來逐一控制所有的電池單元啟動,導致操作繁瑣。
7、針對上述問題,本技術技術方案中的電池單元包括電芯、電池管理模塊和聯動模塊。其中,電芯的數量和容量可根據實際需求增加或減少,當電芯的數量為多個時,多個電芯可以串聯連接也可以并聯連接。
8、電池管理模塊具體為bms(battery?management?system,電池管理系統),電池管理模塊能夠控制電池組件的充電、放電工作,同時管理電池的健康狀態。
9、當多個電池單元連接形成電池組件時,聯動模塊負責控制多個電池單元之間相互聯動。
10、具體地,電池管理模塊與電芯電連接,在電池管理模塊處于工作狀態時,電池管理模塊通過電芯輸出的供電信號獲取工作所需的電能在電池單元處于待機狀態時,電池管理模塊與電芯之間的電路截止,此時電池管理模塊處于下電狀態,因此不會消耗電芯中存儲的電能,實現低能耗待機。
11、當需要儲能設備對外放電時,電池組件需要喚醒其中的電池單元。在用戶啟動設備時,響應于用戶開機的啟動信號,控制電芯與電池管理模塊之間的電路導通。
12、示例性地,可以在電芯與電池管理模塊之間設置繼電器,通過繼電器控制電芯與電池管理模塊之間的電路導通或截止。
13、示例性地,可以在電芯與電池管理模塊之間設置開關管,通過開關管控制電芯與電池管理模塊之間的電路導通或截止。
14、在當前電池單元的電芯與電池管理模塊之間的電路導通后,電池管理模塊上電并完成自檢,在電池管理模塊上電完成自檢后,當前電池單元啟動并準備好向外放電,此時電池管理模塊生成啟動信號,通過啟動信號控制與當前電池連接的下一個電池單元中的電芯與電池管理模塊之間的電路導通,在下一個電池單元中的電芯與電池管理模塊之間的電路導通后,這個電池單元的電池管理模塊完成上電自檢,并生成啟動信號控制再下一個電池單元啟動,依次類推。
15、示例性地,電池組件包括電池包a、電池包b和電池包c,這些電池包通過總線can連接,在用戶啟動儲能設備向外放電時,用戶觸發啟動開關,此時電池包a的bms1上電自檢,在電池包a的bms1上電自檢通過后,電池包a的bms1生成啟動信號a,通過啟動信號a控制電池包b的bms2上電自檢。在電池包b的bms2上電自檢通過后,電池包b的bms2生成啟動信號b,通過啟動信號b控制電池包c的bms3上電自檢。在電池包c的bms3上電自檢通過后,電池組件完全啟動,此時儲能設備可以對外放電。
16、本技術技術方案通過在電池單元中設置聯動模塊,在電池組件中的一個電池單元啟動后,該電池單元會控制與其電連接的其他電池單元啟動,實現多個電池單元依次啟動,用戶無需分別手動操作所有的電池單元獨立啟動,僅需進行一次操作就可以控制儲能設備中的全部電池單元進入放電狀態,簡化了啟動操作的操作步驟。
17、另外,本技術提供的上述技術方案中的儲能設備還可以具有如下附加技術特征:
18、在本技術的一些技術方案中,可選地,電池單元還包括:第一開關器件,電芯和電池管理模塊通過第一開關器件電連接;在第一開關器件閉合的情況下,電池管理模塊與電芯之間的電路導通;在第一開關器件斷開的情況下,電池管理模塊與電芯之間的電路截止。
19、在該技術方案中,電芯和電池管理模塊之間通過第一開關器件電連接,也即第一開關器件串聯設置在電芯與電池管理模塊之間的電路上。
20、當第一開關器件閉合時,電芯和電池管理模塊之間的電路被導通,此時電芯向電池管理模塊供電,電池管理模塊上電并開始工作。當第一開關器件斷開時,電芯和電池管理模塊之間的電路被截止,此時電池管理模塊不再接收到電芯的供電信號,電池管理模塊下電并停止工作。
21、示例性地,第一開關器件為繼電器。
22、示例性地,第一開關器件為開關管。
23、本技術技術方案通過設置第一開關器件控制電芯與電池管理模塊之間電路的通斷,在儲能設備待機時,第一開關器件斷開以截止電芯與電池管理模塊之間的電路,電池管理模塊不再耗電,能夠降低待機功耗。
24、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:第二開關器件,第二開關器件與第一開關器件并聯連接,在第二開關器件閉合的情況下,電池管理模塊與電芯之間的電路導通。
25、在該技術方案中,第二開關器件具體為儲能設備的啟動開關。第二開關器件與第一開關器件并聯連接。在第一開關器件斷開時,電芯和電池管理模塊之間的電路截止,此時如果用戶控制第二開關器件導通,則電芯與電池管理模塊之間的電路通過第二開關器件導通,此時電池管理模塊上電并開始工作。
26、在電池管理模塊上電自檢完成后,電池管理模塊生成啟動信號,并通過啟動信號控制與當前電池單元電連接的下一個電池單元啟動,直至電池組件中的所有電池單元均完成啟動。
27、示例性地,第二開關器件為復位開關。
28、示例性地,第二開關器件為自鎖開關。
29、本技術技術方案通過一個總的啟動開關控制電池組件中的多個電池單元依次啟動,用戶僅需一次操作即可控制全部電池單元啟動,簡化了啟動操作的操作步驟。
30、在本技術的一些技術方案中,可選地,電池管理模塊還用于生成控制信號,控制信號用于控制第一開關器件閉合。
31、在該技術方案中,當用戶觸發第二開關器件控制電池管理模塊上電后,在電池管理模塊完成上電自檢,且自檢通過的情況下,當前電池單元處于準備好對外放電的狀態,此時電池管理模塊生成控制信號,并發送給第一開關器件,通過控制信號控制第一開關器件閉合。
32、此時,電芯與電池管理模塊之間的電路通過第一開關器件導通,即使第二開關器件斷開,電池管理模塊也不會下電,電池單元能夠正常工作。
33、能夠理解的是,當接收到關機指令時,電池管理模塊再次生成控制信號,從而控制第一開關器件斷開。
34、以第二開關器件為復位開關為例,當用戶觸發按下復位開關時,電芯與電池管理模塊之間的電路通過第二開關器件導通,電池管理模塊上電自檢。在電池管理模塊上電自檢完成后,電池管理模塊控制第一開關器件閉合,并發出提示,此時用戶可以松開復位開關,使第二開關器件斷開,電池管理模塊與電芯之間的電路通過第一開關器件導通。
35、本技術技術方案通過第二開關器件控制電池單元啟動,在電池單元啟動完成后,電池單元中的電池管理模塊自動控制第一開關器件閉合,并生成啟動信號來控制下一個電池單元啟動,用戶僅需一次操作即可完成對全部電池單元的啟動,簡化了啟動操作的操作步驟。
36、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:控制組件,控制組件與電池組件電連接,用于控制電池組件中的至少一個電池單元工作,第二開關器件設于控制組件上。
37、在該技術方案中,控制組件用于控制電池組件工作,具體為控制電池組件中的一個或多個電池單元工作。示例性地,控制組件能夠對電池組件的工作模式進行設置,如設置每個電池單元的電量閾值,或者切換電池組件的充電、放電狀態,或者設置儲能設備的自動關機時間等。
38、第二開關器件設置在控制組件上,在安裝部署儲能設備時,電池組件中的一個電池單元與控制組件直接相連接,其他電池單元按照順次相連的方式與控制組件間接相連。
39、在開機時,用戶觸發控制組件上的第二開關器件,此時與控制組件直接連接的電池單元,假設為電池包a啟動,在電池包a啟動后,電池包a繼續控制與電池包a連接的電池包b啟動,后續電池包順次啟動。
40、本技術技術方案通過在控制組件上設置第二開關器件,用戶通過對第二開關器件進行一次操作即可控制電池組件中的全部電池單元順次啟動,簡化了啟動操作的操作步驟。
41、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:第一操作模塊,第一操作模塊設于控制組件上,第一操作模塊與第二開關器件電連接,用于在接收到第一上電輸入的情況下控制第二開關器件閉合。
42、在該技術方案中,第一操作模塊具體為用于控制第二開關器件閉合的第一操作模塊。第一操作模塊可以為人機交互模塊。示例性地,第一操作模塊上設置有實體按鍵,示例性地,第一操作模塊上設置有觸控屏。示例性地,第一操作模塊可以為語音輸入模塊。
43、第一操作模塊設置在控制組件上,在安裝部署儲能設備時,電池組件中的一個電池單元與控制組件直接相連接,其他電池單元按照順次相連的方式與控制組件間接相連。用戶可以通過控制組件上的第一操作模塊,一次性控制多個電池單元依次啟動。
44、舉例來說,第一操作模塊上設置有實體按鍵,當用戶對實體按鍵進行輸入時,第一操作模塊生成驅動信號,該第一驅動信號被第二開關器件接收到后,第二開關器件閉合,此時電池單元中的電芯與電池管理模塊電連接,電池管理模塊上電自檢后,電池單元啟動完成,并控制下一個電池單元啟動,直至全部電池單元啟動完成。
45、本技術技術方案通過一個總的第一操作模塊控制電池組件中的多個電池單元依次啟動,用戶僅需一次操作即可控制全部電池單元啟動,簡化了啟動操作的操作步驟。
46、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:第二操作模塊,第二操作模塊設于電池單元上,與第二開關器件電連接,用于在接收到第二上電輸入的情況下,控制第二開關器件閉合,并控制電池管理模塊生成停止啟動信號,停止啟動信號用于指示聯動模塊控制與電池單元電連接的其他電池單元中的電芯和電池管理模塊之間的電路保持截止。
47、在該技術方案中,每個獨立的電池單元上,均設置有獨立的第二操作模塊,該第二操作模塊用于控制單個電池單元獨立開關。具體地,第二操作模塊具體為用于控制第二開關器件閉合的第二操作模塊。第二操作模塊可以為人機交互模塊。示例性地,第二操作模塊可以為實體按鍵、觸摸按鍵等。
48、當用戶觸發第二操作模塊時,第二操作模塊控制第二開關器件閉合,此時電池單元中的電芯與電池管理模塊電連接,電池管理模塊上電自檢后,電池單元啟動完成,同時還會控制電池管理模塊生成停止啟動信號,該定制生成信號會阻止聯動模塊繼續控制下一個電池單元啟動,因此能夠實現控制單個電池單元獨立啟動。
49、本技術技術方案通過設置獨立的第二操作模塊控制電池組件中的每個電池單元獨立啟動,在用戶需要使用單獨的電池單元功能時,不會聯動啟動其他電池單元,提高了儲能設備的靈活性。
50、在本技術的一些技術方案中,可選地,聯動模塊包括:第三開關器件,第三開關器件與電池管理模塊電連接,啟動信號用于控制第三開關器件閉合;其中,在第一電池單元與第二電池單元電連接的情況下,第一電池單元中的第三開關器件與第二電池單元中的第一開關器件并聯連接,在第一電池單元中的第三開關器件閉合的情況下,第二電池單元中的電池管理模塊與電芯之間的電路導通,至少兩個電池單元包括第一電池單元和第二電池單元。
51、在該技術方案中,聯動模塊包括第三開關器件,第三開關器件能夠與其他電池單元中的第一開關器件并聯連接。假設電池包a和電池包b電連接,則電池包a中的第三開關器件與電池包b中的第一開關器件并聯連接。
52、在電池包a和電池包b處于休眠狀態時,電池包a和電池包b中電芯與電池管理模塊之間的電路均處于截止狀態。此時如果用戶進行了啟動操作,則電池包a中的bms1先上電自檢,在bms1上電自檢完成后,bms1生成啟動信號,通過啟動信號控制電池包a中的第三開關器件閉合。
53、在電池包a中的第三開關器件閉合后,電池包b中的電芯與電池管理模塊之間的電路通過第三開關器件導通,此時電池包b中的bms2上電自檢,在bms2上電自檢通過后,電池包a和電池包b均完成啟動。
54、本技術技術方案通過并聯開關器件的方式實現了多個電池單元的順次啟動,用戶只需要一次操作就能控制電池組件中的所有電池單元啟動,簡化了啟動操作的操作步驟。
55、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:母線電路,至少兩個單元組件通過母線電路電連接。
56、在該技術方案中,儲能設備包括母線電路,電池組件中的多個電池單元通過母線電路實現電連接。示例性地,多個電池單元通過母線電路并聯連接。
57、本技術技術方案通過母線電路實現多個電池單元的電連接,因此儲能設備能夠根據實際使用需求自由增加或減少電池組件中的電池單元,實現自由擴容或縮容,提高儲能設備的靈活性。
58、在本技術的一些技術方案中,可選地,電池單元還包括:調壓模塊,調壓模塊的輸入端與電芯電連接,調壓模塊的輸出端與母線電路電連接,調壓模塊用于調整電芯輸出的電信號的電壓值。
59、在該技術方案中,儲能設備能夠為用戶家庭中的家電設備,或者生產車間中的用電設備供電,在一些場景下,如對于光伏儲能設備,光伏儲能設備能夠將光伏發電產生的電能存儲于電池組件中,并在電池組件中的電量充裕時向市電電網進行并網。
60、在一些實施方式中,電池單元輸出電信號的電壓值與用電設備所需的電壓值不同,因此通過設置調壓模塊能夠使電池組件輸出的電信號的電壓值滿足用電設備的電壓需求。
61、在另一些實施方式中,由于電池單元發電時的電信號為直流電信號,為了滿足供電或并網需求,則需要設置逆變器將直流電信號轉換為交流電信號。由于電池組件輸出的直流電信號的電壓值與逆變器的輸入電壓范圍不一定匹配,因此可以設置調壓模塊來調整電池組件的輸出電壓。
62、示例性地,調壓模塊為直流調壓模塊,即dc/dc調壓模塊。
63、本技術技術方案通過設置調壓模塊調整電池組件的輸出電壓,能夠使電池組件放電信號的電壓值滿足用電或并網需求。
64、在本技術的一些技術方案中,可選地,電池單元還包括:第四開關器件,第四開關器件設于調壓模塊的輸入端與電芯之間,用于控制調壓模塊與電芯之間的電路的通斷。
65、在該技術方案中,電池單元包括第四開關器件,第四開關器件串聯在調壓模塊與電芯之間的電路上,當第四開關器件斷開時,電芯與調壓模塊之間的電路截止,此時電芯無法對外放電。
66、當第四開關器件閉合時,電芯與調壓模塊之間的電路導通,此時電芯可以通過調壓模塊對外放電。
67、本技術技術方案通過設置第四開關器件控制調壓模塊與電芯之間的電路的通斷,能夠保證電池單元的安全性。
68、在本技術的一些技術方案中,儲能設備還包括:供電模塊,供電模塊與電池管理模塊和調壓模塊電連接,用于向電池管理模塊和調壓模塊供電。
69、在該技術方案中,供電模塊具體為用于向電池管理模塊和調壓模塊進行供電的功能模塊。具體地,供電模塊的輸入端與電芯電連接,供電模塊的第一輸出端與電池管理模塊電連接,供電模塊的第二輸出端與調壓模塊電連接。
70、供電模塊能夠將電芯放電的電信號調整為適于向電池管理模塊和調壓模塊進行供電的電信號,從而保證電池管理模塊和調壓模塊能夠正常工作而不受電芯電壓波動的影響,提高電池單元和儲能設備的可靠性與穩定性。
71、在本技術的一些技術方案中,可選地,儲能設備還包括:保險器件,保險器件與第四開關器件串聯連接。
72、在該技術方案中,第四開關器件用于控制調壓模塊與電芯之間的電路的通斷,當系統故障時,通過第四開關器件能夠斷開電芯與調壓模塊之間的同路,從而防止過電流、過電壓等故障擴散。
73、當出現特定故障時,如瞬時過電流過大,則第四開關器件可能無法在第一時間內斷開電芯與調壓模塊,此時保險器件能夠在第四開關器件動作前斷開電芯與調壓模塊。
74、示例性地,保險器件為熱熔式保險絲。
75、示例性地,保險器件為空氣斷路開關。
76、本技術技術方案在電芯的輸出端設置保險器件,當一個電池單元故障時能夠第一時間切斷故障的電池單元,從而保證電池組件和儲能設備的可靠性和安全性。