一种储能电池簇控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种储能电池簇控制系统，包括多个电池模组串联的电池簇、电流传感器、预充电电路、控制器、电源和具有第一电容的双向逆变器，预充电电路包括第一直流接触器、预充电直流接触器、预充电电阻和第二直流接触器；还公开一种储能电池簇控制系统的控制方法，应用于储能电池簇控制系统。本发明专利技术中一种储能电池簇控制系统控制器加入预充电电路，使系统接通时的冲击电流变为可控，杜绝了系统接通时的大电流烧坏电气元件和线路的现象；一种储能电池簇控制系统的控制方法控制直流接触器的合闸顺序实现预充电，控制直流接触器的分闸顺序，保障直流接触器的正常分闸。本发明专利技术作为一种储能电池簇控制系统及其控制方法，可广泛应用于储能电池领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能电池领域，尤其是一种储能电池簇控制系统及其控制方法。
技术介绍
电池管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM），电动汽车电池管理系统（BMS）是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。储能系统是由多个电池簇汇流组成，而电池簇是由多个电池PACK组成，一簇电池是一个独立的单元，电池簇电压一般在DC800～1000V，电流一般从±0～±400A之间（以放电电流方向为正），电气设计中要控制这簇电池正常分断、过流保护、过压、失压保护和短路保护，就需要一系列的保护元器件。一般来说，保护线路采用断路器就可以满足这个要求，但目前国际品牌塑壳断路器的额定电压为DC750V，低于常规的电池簇的电压大小；电池簇电流又分充电和放电两个方向电流，传统的直流断路器在额定电压、电流方向都不满足这个要求；另外，带电操断路器的价格昂贵，安装尺寸大，同时断路器的维护和更换需要专业人员才能进行，设备维护成本高；储能产品一般应用在无人区、海岛、偏远山区等地方，断路器系列产品的后期服务也得不到保障。电池簇汇流后要与双向逆变器PCS连接，而双向逆变器PCS直流测有一个大电容，而电容是储能元件，在电容长时间没通电的情况下，电容的两端的电压会逐渐变小，当电容静止很久时，电路瞬间闭合，这时候电路中的电阻主要是导线与开关的电阻，一般远小于20mΩ，则电容的充电电流将会很大；在一般系统中，充电电压以820V为例，则充电电流将高达I=820/20mΩ=41kA，一般器件必然损毁，熔断器也有可能熔断，还会影响系统其他电气元件，系统安全性低，所以需要控制电容的充电过程，而现有的电池簇控制系统在设计预充电电路时断路器的控制策略复杂。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种适用性强、操作安全、维修方便的储能电池簇控制系统及其控制方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种储能电池簇控制系统，所述储能电池簇控制系统包括多个电池模组串联的电池簇、用于测量电池簇工作状态的电流传感器、预充电电路、控制器、电源和具有第一电容的双向逆变器，所述电池簇通过预充电电路与双向逆变器连接，所述电流传感器的输出端与控制器的输入端连接，所述电源的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器与预充电电路连接；所述预充电电路包括第一直流接触器、预充电直流接触器、预充电电阻和第二直流接触器；所述电池簇的总正极与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述第一直流接触器的主触头负接线柱与双向逆变器的第一电容的上端连接，所述双向逆变器的第一电容的下端与第二直流接触器的主触头负接线柱连接，所述第二直流接触器的主触头正接线柱与电池簇的总负极连接，所述预充电电阻的一端与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电电阻的另一端与预充电直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电直流接触器的主触头负接线柱与第一直流接触器的主触头负接线柱连接；所述控制器分别控制第一直流接触器、预充电直流接触器和第二直流接触器的线圈得失电。进一步地，所述第一直流接触器和第二直流接触器的通断反馈触头的接线柱分别与控制器连接。进一步地，所述储能电池簇控制系统还包括线路保护电路，所述线路保护电路包括熔断器，所述电池簇的总正极通过熔断器与第一直流接触器的主触头正接线柱连接。进一步地，所述储能电池簇控制系统还包括可带载操作的隔离检修电路，所述预充电电路通过隔离检修电路与双向逆变器连接。进一步地，所述隔离检修电路包括隔离开关或单极开关。进一步地，所述控制器包括电池管理系统。进一步地，所述电流传感器包括霍尔电流传感器。本专利技术所采用的技术方案是：一种储能电池簇控制系统的控制方法，应用于所述的储能电池簇控制系统，包括以下步骤：S1、控制器控制预充电直流接触器和第二直流接触器接通，直到第一电容充电达到预定容量时，断开预充电直流接触器并接通第一直流接触器，储能电池簇控制系统合闸完成；S2、控制器根据电路的电流流向控制第一直流接触器和第二直流接触器按不同顺序分闸。进一步地，所述步骤S2包括以下步骤：S21、电流传感器检测电池簇的工作状态即电路的电流流向并将电池簇的工作状态信息发送至控制器，所述电池簇的工作状态包括空载状态和带载状态，所述带载状态包括带载放电状态和带载充电状态；S22、控制器根据电池簇的工作状态信息控制第一直流接触器和第二直流接触器按照不同顺序分闸。进一步地，所述步骤S22包括以下步骤：S221、电池簇空载或带载放电时，控制器控制第一直流接触器分闸后，控制第二直流接触器分闸；S222、电池簇带载充电时，控制器控制第二直流接触器分闸后，控制第一直流接触器分闸。本专利技术的有益效果是：本专利技术中一种储能电池簇控制系统加入预充电电路，控制器控制直流接触器的接通顺序，使系统接通时的冲击电流变为可控，杜绝了系统接通时的大电流烧坏电气元件和线路的现象，同时也保护了储能电池簇本体；控制器结合电流传感器控制预充电电路的分断，保证直流接触器的正常分闸，延长了系统的使用寿命；直流接触器的可控性和分断次数高，而且接触器更换方便，一般人员就能操作，降低了系统的维护成本；系统器件均是高压适用器件，系统电气安全性高，直流接触器是真空器件，可以在高海拔地区和海岛上使用。本专利技术的另一有益效果是：本专利技术中一种储能电池簇控制系统的控制方法控制直流接触器的合闸顺序实现预充电，使合闸时的冲击电流变为可控，杜绝了合闸时大电流烧坏电气元件和线路的现象，根据电路的电流流向控制直流接触器的分闸顺序，保障直流接触器的正常分闸，保障直流接触器的使用寿命，延长了系统的使用寿命。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术中一种储能电池簇控制系统的结构框图；图2是本专利技术中一种储能电池簇控制系统的一具体实施例电路示意图；图3是本专利技术中一种储能电池簇控制系统的控制方法的步骤流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。一种储能电池簇控制系统，参考图1和图2，图1是本专利技术中一种储能电池簇控制系统的结构框图，图2是本专利技术中一种储能电池簇控制系统的一具体实施例电路示意图，所述储能电池簇控制系统包括多个电池模组串联的电池簇1、用于测量电池簇工作状态的电流传感器TA、预充电电路2、控制器、电源和具有第一电容C1的双向逆变器PCS，所述电池簇1由电池PACK1、PACK2、……PACKN前后串联组成，所述电池簇1通过预充电电路2与双向逆变器PCS连接，所述电流传感器TA的输出端与控制器的输入端连接，所述电源的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器与预充电电路2连接；所述预充电电路2包括第一直流接触器KM1、预充电直流接触器KM3、预充电电阻R1和第二直流接触器KM2，所述第一直流接触器KM1、预充电直流接触器KM3和第二直流接触器KM2均为单极性直流接触器；所述电池簇1的总正极与第一直流接触器KM1的主触头正接线柱+A1连接，所述第一直流接触器KM1的主触头负接线柱-A2与双向逆变器PCS的第一电容C1的上端连接，所述双向逆变器PCS的第一电容C1的下端与第二直流接触器KM2的主触头负接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能电池簇控制系统，其特征在于，所述储能电池簇控制系统包括多个电池模组串联的电池簇、用于测量电池簇工作状态的电流传感器、预充电电路、控制器、电源和具有第一电容的双向逆变器，所述电池簇通过预充电电路与双向逆变器连接，所述电流传感器的输出端与控制器的输入端连接，所述电源的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器与预充电电路连接；所述预充电电路包括第一直流接触器、预充电直流接触器、预充电电阻和第二直流接触器；所述电池簇的总正极与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述第一直流接触器的主触头负接线柱与双向逆变器的第一电容的上端连接，所述双向逆变器的第一电容的下端与第二直流接触器的主触头负接线柱连接，所述第二直流接触器的主触头正接线柱与电池簇的总负极连接，所述预充电电阻的一端与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电电阻的另一端与预充电直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电直流接触器的主触头负接线柱与第一直流接触器的主触头负接线柱连接；所述控制器分别控制第一直流接触器、预充电直流接触器和第二直流接触器的线圈得失电。

【技术特征摘要】
1.一种储能电池簇控制系统，其特征在于，所述储能电池簇控制系统包括多个电池模组串联的电池簇、用于测量电池簇工作状态的电流传感器、预充电电路、控制器、电源和具有第一电容的双向逆变器，所述电池簇通过预充电电路与双向逆变器连接，所述电流传感器的输出端与控制器的输入端连接，所述电源的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器与预充电电路连接；所述预充电电路包括第一直流接触器、预充电直流接触器、预充电电阻和第二直流接触器；所述电池簇的总正极与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述第一直流接触器的主触头负接线柱与双向逆变器的第一电容的上端连接，所述双向逆变器的第一电容的下端与第二直流接触器的主触头负接线柱连接，所述第二直流接触器的主触头正接线柱与电池簇的总负极连接，所述预充电电阻的一端与第一直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电电阻的另一端与预充电直流接触器的主触头正接线柱连接，所述预充电直流接触器的主触头负接线柱与第一直流接触器的主触头负接线柱连接；所述控制器分别控制第一直流接触器、预充电直流接触器和第二直流接触器的线圈得失电。2.根据权利要求1所述的储能电池簇控制系统，其特征在于，所述第一直流接触器和第二直流接触器的通断反馈触头的接线柱分别与控制器连接。3.根据权利要求2所述的储能电池簇控制系统，其特征在于，所述储能电池簇控制系统还包括线路保护电路，所述线路保护电路包括熔断器，所述电池簇的总正极通过熔断器与第一直流接触器的主触头正接线柱连接。4.根据权利要求3所述的储能电池簇控制系统，其特征在于，所述储能电池簇控制系统还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥，郭鹏亮，陈迪虎，曾志聪，
申请(专利权)人：深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44