[发明专利]电池管理装置、电池组、以及能量存储系统

说明书

对相关申请的交叉引用

本发明要求2011年9月20日向美国专利和商标局提交的临时申请No.61/536,791的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明一般涉及电池管理装置、使用该电池管理装置的电池组、以及使用该电池组的能量存储系统。

背景技术

由于环境破坏、资源耗尽等问题，越来越需要能够高效使用存储的电力的系统。此外，越来越需要在发电期间不引起污染的可再生能源。能量存储系统是连接可再生能源、电力存储电池、以及来自电网的现有电力的系统，并且已经进行许多研究以顺应环境变化。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅仅用于增强对发明背景的理解，因而其可以包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

提出本发明以试图提供电池管理装置、使用该电池管理装置的电池组、以及使用该电池组的能量存储系统。

本发明的示范性实施例提供一种能量存储系统，包括：多个托盘，每个托盘具有多个电池单元；第一电池管理系统（BMS），电耦接到多个托盘的一个；支架，包含多个托盘；以及第二BMS，电耦接到并且控制第一BMS。第一BMS进一步包括：控制单元，电耦接到并且控制多个电池单元；以及开关单元，电耦接到控制单元，并且根据来自第二BMS的控制信号选择性地施加驱动电力。

该能量存储系统还包括：第一变换器，变换驱动电源并且输出第一变换信号；第二变换器，变换电池电力并且输出第二变换信号；以及AND门，电耦接到第一变换器和第二变换器。当第一变换信号和第二变换信号二者超过预定信号电平时，AND门发送驱动信号给控制单元。

该能量存储系统的第一BMS进一步包括：多个第一BMS；同步信号传递单元，连接到多个第一BMS的邻近的第一BMS以传递同步信号，其中，将同步信号从第二BMS发送到多个第一BMS之一，并且以级联方式从多个第一BMS的所述一个第一BMS发送到多个第一BMS的另一个第一BMS；托盘开/关单元，连接到同步信号传递单元；第一DC/DC变换器，连接到托盘开/关单元；第二DC/DC转化器，连接到模拟前端（AFE）；微控制器（MCU）开/关单元，连接到第一和第二DC/DC变换器；第三DC/DC变换器，连接到MCU开/关单元；MCU，连接到同步信号传递单元和第三DC/DC单元；以及通信驱动单元，连接到MCU和支架BMS。

该能量存储系统进一步包括：AND门，电耦接到第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器，其中，当来自第一DC/DC变换器的第一变换信号和来自第二DC/DC变换器的第二变换信号二者超过预定信号电平时，AND门发送驱动信号给控制单元。

在该能量存储系统中，多个电池单元从发电系统接收电力，或者向电网或向负载供应电力。

该能量存储系统还包括：电力变换系统，连接到电池组和发电系统以便变换来自发电系统、电网或多个电池组的电力，并且将电力供应给负载；第一开关，连接到电力变换系统并且连接到负载；以及第二开关，串联连接到第一开关并且连接到电力变换系统、电网和负载。当来自发电系统和/或多个电池单元的电力被供应给负载时，或者当来自电网的电力被供应给电池组时，接通第一开关。当来自发电系统和/或多个电池组的电力被供应给电网时，或者当来自电网的电力被供应给负载和/或多个电池组时，接通第二开关。当电网中发生电力故障时，切断第二开关并且接通第一开关。

在该能量存储系统中，当同步信号被设置为第一电平时，托盘开/关单元传递驱动电力给第一DC/DC变换器，当同步信号被设置为不同于第一电平的第二电平时，托盘开/关单元不传递驱动电力给第一DC/DC变换器。

支架BMS基于托盘开/关单元是否传递驱动电力来确定第一托盘BMS到第n托盘BMS是否工作。

第一DC/DC变换器接收经由托盘开/关单元传递的驱动电力，调整驱动电力的电压电平，并且将驱动电力输入到MCU开/关单元。

模拟前端（AFE）监视第一电池托盘到第n电池托盘的电压、电流、温度、剩余电量、以及充电状态，并且将监视数据发送给MCU。

AFE将从第一电池托盘到第n电池托盘输出的电流传递给第二DC/DC变换器，当接收到输出电流时，第二DC/DC变换器将电流输出给MCU。

在该能量存储系统中，当MCU开/关单元从第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器两者接收到电力时，MCU开/关单元将从第一DC/DC变换器或第二DC/DC变换器接收的电力输入到第三DC/DC变换器。