[发明专利]一种储能系统电池管理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能系统电池管理领域，更具体地，涉及一种采用外置的均衡电路实现离线均衡功能的储能系统电池管理装置。

背景技术

储能系统由电池、能量转换系统（Power Conversion System，PCS）、电池管理系统（Battery Management System，BMS）和监控系统组成。电池管理系统是一个基于微处理器的实时监控系统，其主要功能是对电池进行监视和保护，可以有效地监控电池状态(电压、电流和温度等)，对电池组可能出现的故障进行报警并保护电池本体，保证电池组安全、可靠、稳定的运行。

目前，在电动汽车或大容量储能系统应用领域，常采用锂离子电池、铅酸电池或其它电化学储能电池，其主要特点是单体电压低，容量小，如锂离子电池单体电压为3.2V，常见容量等级有35/50/100/180Ah等系列。对于电压等级380V或10kV，容量百kWh或MWh应用，需要采用上千节的电池串并联。大量电池串/并联之后则不可避免地带来一系列均衡性问题，在实际使用时，串联电池组在容量利用、安全性以及寿命等方面的性能依然远不及单支电池，其核心问题在于电池组的不一致性。电池组的不一致性对其性能的影响较大：在充电时，先于其它电池充满电的部分电池限制了电池组的充电容量，从而导致电池组的总存储容量和能量减少；同样的，在放电时，先于其它电池放完电的部分电池限制了电池组的放电容量，从而导致电池组存储的容量和能量不能得到充分利用。从而很难平衡成组电池使用的安全性和高效性之间的矛盾，这就是成组电池的不一致性导致的“木桶效应”。

电池管理系统作为电池管理的关键环节，能够实时对电池单体电压、电流及温度等信息进行监视，并据此进行适当的充放电控制，从而对电池进行有效的管理。现有的电池管理系统产品主要有两种类型：

一种是不带均衡功能，不带均衡的BMS则会降低电池性能和使用寿命。

另一种是带均衡功能，在BMS内部配置负责的均衡电路实时对电池进行均衡，将电压高的电池转移部分能量至电压低的电池，可以有效降低“木桶效应”对整个电池系统的影响。带均衡的BMS，需要每一块电池均配置均衡电路，大大增加了硬件成本和系统复杂度，这两种类型的BMS均存在缺点和不足。

在图1中，现有的带均衡的BMS和电池连接方式，其中采集线和均衡线合二为一，BMS内部有复杂而庞大的均衡电路。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有电池管理系统在均衡方面存在的不足，提出一种储能系统电池管理装置，具体为在电池模块/电池箱上开设两个分离接口，一个为接口用于连接采集线，另一个接口用于连接均衡性，保证电池管理装置结构简单、成本低、性能优。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种储能系统电池管理装置，包括电池模块/电池箱、采集线和不带均衡的BMS，所述电池模块/电池箱上开设有两个接口，分别为第一接口和第二接口，所述采集线通过第一接口采集电池模块/电池箱的信号传输至不带均衡的BMS，所述第二接口用于连接均衡线。

其中所述第二接口为多针接口，接口针数根据实际电池数确定。

储能系统电池管理装置还包括外置均衡电路，所述外置均衡电路通过均衡线接电池模块/电池箱，所述均衡电路为两个或两个以上的电池单体。

现有带均衡功能的电池管理系统，将采集线和均衡线合二为一，在进行数据采集的同时，也进行电池均衡调节，因此需要在BMS中配置非常复杂的均衡电路。本发明将数据采集线与均衡线分离，内部数据采集线仅用于电池电压、电流、温度等常规信息的采集，而均衡线则通过第二接口引出，当电池需要进行维护时通过第二接口与外部均衡电路连接进行均衡。当电池的不一致性超过一定限值时，利用外置的均衡电路来进行电池维护。从而确保了不带均衡的BMS配置简单。）

上述电池管理装置，在电池模块/电池箱中的电池一致性较好时，外置的均衡电路不连接，电池正常工作，当电池不一致性操作一定限值时，外置均衡电路通过第二接口与电池模块/电池箱连接，从外部进行均衡控制，均衡完成后，外置均衡电路与电池断开。

本装置采用多针接口将电池单体/模块正负极引出，BMS本身不配置均衡电路，而是将均衡电路外置，均衡电路的规模为两个或两个以上的电池单体。