[发明专利]一种兼具多级保护的集装箱多簇并联储能系统

说明书

技术领域

本发明涉及储能系统，尤其涉及一种兼具多级保护的集装箱多簇并联储能系统。

背景技术

近年来，随着绿色能源战略的推进，新一轮电力体制改革配套政策的落实，储能技术的应用领域和应用类型逐步明晰，大规模储能技术得到市场的认可，应用价值日趋明确。工商业领域储能系统的重点、难点是大容量应用与大规模建设，要求储能系统具备高安全性、高比能量、高循环寿命，目前多以集装箱为系统载体，便捷地适应多变的应用环境。

通过多锂电池模块串联组成单簇高压电池组，并联多簇电池组实现高能量储能系统。锂离子电池簇适合并联使用，考虑到各簇荷电状态不完全一致，并联时将产生环流，严重时会直接导致所有电池组簇充电或者放电过流保护，所以需要一种安全、可靠、自动化的集装箱储能系统多簇电池组并联保护装置。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种兼具多级保护的集装箱多簇并联储能系统，采用阶梯上电运行的方式彻底消除电池组之间存在的环路电流，同时在并联上电运行时，提供模块级-单簇级-多簇级三级保护，确保了多簇电池组的使用安全性，运行可靠性。

本发明揭示了一种兼具多级保护的集装箱多簇并联储能系统，包括多个单簇储能系统及三级控制器，多个单簇储能系统之间并联并与一个三级控制器通信，所述单簇储能系统由多个电池箱，安全供电模块，二级单簇控制器组成，其中：

所述电池箱由多2并16串单体电芯和本地监控单元组成，电池箱之间依次串联，同时本地监控单元之间采用CAN1总线内网通信；

安全供电模块正负输入端连接串联的电池箱，各簇的安全供电模块的正负输出端并联接入集装箱储能系统的高压正负极输出，所述二级单簇控制器对安全供电模块进行测控，同时通过CAN1接口接入CAN1总线内网与电池箱之间通信，通过CAN2内网接口接入CAN2总线内网与三级控制器通信；

所述三级控制器通过CAN1总线外网与外部管理系统通信，通过485总线外网接入逆变器。

作为优选，所述本地监控单元包括电压采集模块，温度采集模块，本地监控单片机，主动均衡模块，被动均衡模块，光电报警模块及CAN1通信模块，其中电压采集模块对各个单体电芯的电压值进行采集，并发送至本地监控单片机，本地监控单片机对采集的电压进行数据校验，然后计算出单体电芯的总电压，平均电压，最高电圧，最低电压及奇偶电压，并通过CAN1通信模块接入CAN1总线内网送入二级单簇控制器内，所述温度采集模块通过温度传感器对各个单体电芯的温度进行采集，并发送至本地监控单片机，所述本地监控单片机对采集的温度数据进行校准，然后计算出各个单体电芯的总温度，平均温度，最高温度，最低温度及PCBA温度，并通过CAN1通信模块接入CAN1总线内网送入二级单簇控制器内，同时本地监控单片机对计算的电压值和温度值进行过压和过温判断，对存在故障的通过光电报警模块进行告警，同时本地监控单片机接收二级单簇控制器发送过来的均衡调节控制信号，通过主动均衡模块或被动均衡模块进行升压或降压处理。

作为优选，所述安全供电模块具有正负输入端，正负输出端，预充继电器，主继电器及塑壳断路器，其中塑壳断路器串联在正负输出端，为双路高压塑壳断路器，控制输出的通断，所述预充继电器与主继电器并联，然后再串联在正极输入端和塑壳断路器之间。

作为优选，所述二级单簇控制器包括单簇控制单片机，CAN1通信模块，CAN2通信模块，绝缘模块，AC/DC供电模块，继电器驱动模块及RTCC备用电源，其中单簇控制单片机通过CAN1通信模块接入CAN1总线内网接收电池箱发送过来的电压及温度数据并对这些数据进行处理统计获得该簇的总电流，总电压，总绝缘电阻，总荷电等数据，并通过CAN2通信模块接入CAN2总线内网将数据发送至三级控制器，同时单簇控制单片机通过继电器驱动模块驱动安全供电模块内的主继电器和预充继电器，所述绝缘模块连接高压正负输出及单簇控制单片机，对连接高压正负输出的动力线对地绝缘电阻值进行采集，并进行评判是否达到兆及以上标准，从而确定其绝缘性能，所述AC/DC供电模块对整个二级单簇控制器进行供电，且在断电后通过RTCC备用电源供电。