[实用新型]储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于储存能量的储能系统。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭，以及环境压力的日益增大，在大力提倡绿色能源的国际大环境下，通过电能取代传统的化工燃料是新能源技术发展的大势所趋；传统技术中，用于储存电能的储能装置多采用铅酸电池，铅酸电池具有容量大，自放电小，性能稳定等多种优点，但由于其自身特性，其大功率充放电性能较差；在工作时，如频繁的进行大功率放电，势必造成铅酸电池寿命缩短，使用成本增加；另外，当铅酸电池废弃时，因其含重金属铅，且多数材料无法回收进行重复利用，对环境污染较大；这些铅酸电池无法克服的自身技术缺陷，限制了铅酸电池在未来的应用空间。

近年来发展起来的锂离子电池和超级电容器，由于具有清洁节能、可重复利用、使用寿命长等多种优点；但无论是锂离子电池或是超级电容器，由于其自身容量的限制，故一般只是应用在数码相机、移动电话以及笔记本电脑等对储存能量不是很大的数码产品上，而在太阳能发电、风能发电、电动大巴等产品领域，由于该产品所消耗能量较大，如果只是依靠锂离子电池或是超级电容器单体所储存的能量，远远达不到产品使用要求。

为了满足太阳能发电、风能发电、电动大巴等产品领域的使用要求，实践中，通常把多个超级电容器单体串联和/或并联的方式连接一体而形成超级电容器模组，或者把多个储能电池通过串并联的方式连接一体而形成储能电池模组，来满足大功率工况下产品的使用要求；但在超级电容器单体或储能电池单体连接形成模组时，由于超级电容器单体或储能电池单体制造误差的存在，所加工出的单体产品的性能比如容量、内阻等重要技术参数必然存在差异，导致位于模组内部的单体产品的性能必然存在差异，在对模组进行充放电时，如果以模组的总电压的上下限作为判断模组是否充满或放空的标准，则充电时容量较低的单体就会产生过充，放电时又会产生过放，从而缩短其使用寿命，而且，随着充放电循环次数的增加，单体产品之间的性能差异会进一步加大，进一步损害模组的其它组件，严重的缩短了模组的使用寿命。如果以单体电压达到允许的最高电压和最低电压作为充放电结束的依据，则充电容量低的单体首先达到上限电压，这是对模组停止充电，而容量高的单体还没有充满；而放电时，容量低的单体亦首先达到下限电压，而此时，容量高的单体还有部分能量剩余；正是由于这样差异的存在，如果不采用有效技术措施对各单体之间的性能的一致性进行调整，最终会致使模组的储能能量下降或所储存的能量得不到有效利用。

为克服模组各单体一致性存在差异的技术缺陷，以提高模组的储能性能以及能源利用效率，实践中，通常采用技术手段对各单体的充电电压在一定程度上进行调配，即采用均衡的手段，对各单体的充电电压进行均衡以在充电时，使容量大的单体尽可能地充满电，放电时容量大的单体所储存的能量尽可能的放出利用，进而提高模组的储能性能和能量利用率。但上述技术手段大都止步于对以上由单体构成的模组所应用的均衡装置的研究，实践中，由于大能量储能产品的需要，通常需要把多个模组进行串并联接以形成能储存更多能量的储能系统，同样的，由于制造过程中的误差，多个模组之间的技术参数亦存在差异，如何对储能系统之间的储能模组进行均衡，采用什么样的均衡装置，以保证在充电时，容量大的超级电容器模组尽可能地充满电，放电时容量大的超级电容器模组所储存的能量尽可能的放出利用，是摆放在技术人员的又一技术难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种储能系统，储能系统在进行充放电时，通过对其内部各储能模块的电压进行调配，确保各储能模块在充电时尽可能地充满电，在放电时尽可能的把所储存的能量放出利用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：该储能系统，包括储能模块，具有N个且相互连接；以及均衡装置，具有N-1个，且每两个相邻接的储能模块连接一个均衡装置；在所述储能系统充放电时，所述均衡装置以对各储能模块之间的电压进行均衡；所述N为大于2的整数。

根据本实用新型的设计构思，本实用新型的设计方案中每个均衡装置均包括：第一开关组合，并联一个储能模块，且该第一开关组合包括串联连接的两个开关，工作时，其中一个开关闭合而另一个开关则对应的断开。

第二开关组合，并联另一个储能模块且该储能模块与连接第一开关组合的储能模块相串联；该第二开关组合亦包括串联连接的两个开关，工作时，其中一个开关闭合而另一个开关则对应的断开。