[发明专利]一种电池系统、驱动系统及储能集装箱

说明书

本申请公开了一种电池系统、驱动系统及储能集装箱，包括：多个串联在一起的电池包；每个电池包对应一个与其串联的第一开关，每个电池包对应一个与其并联的第二开关；每个电池包与对应的第一开关串联后与第二开关并联；第一开关包括并联在一起的多个可控开关管，第二开关包括并联在一起的多个可控开关管；第一开关包括的多个可控开关管对应至少两个不同的导通时刻，第二开关包括的多个可控开关管对应至少两个不同的导通时刻。第一开关闭合后电流较大，第二开关先闭合的一批可控开关管因为电流太大自动炸开，第二开关不会成功闭合，电池包的正极和负极便不会被短接在一起，因此，电池包不会被长时间短路，从而保护电池包的安全。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电池系统、驱动系统及储能集装箱。

背景技术

随着电池材料的不断发展，目前电池包应用的越来越广泛，例如在储能电站、家庭储能或者电动汽车等，很多领域都应用电池包。

由于单个电池包的电压有限，一般电池系统包括很多个电池包，多个电池包串联起来可以得到较高的电压。一般每个电池包包括与其串联的第一开关，以及与电池包并联的第二开关。其中，第一开关时为了切除故障。第二开关是为了将对应的电池包旁路。实际产品中，第一开关和第二开关可以采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，由于单个MOS管可以承受的电流有限，因此，第一开关和第二开关可以分别采用多个MOS管并联来实现。但是，实际工作时，第一开关和第二开关可能在故障时出现直通，即第一开关和第二开关均导通，相当于将电池包的两端直接短路，持续短路或者短路时间较长会造成电池包的永久失效。另外，第一开关和第二开关也会因为短路失效而引起电弧的风险。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种电池系统、驱动系统及控制方法，能够避免或消除电池包的正极和负极直接被短路，从而保护电池包的安全。

本申请实施例提供一种电池系统，包括多个串联在一起的电池包；每个电池包对应一个第一开关和一个第二开关；每个电池包与对应的第一开关串联后与第二开关并联；由于单个开关管可以承受的电流有限，因此，实际产品中，第一开关和第二开关均包括并联在一起的多个可控开关管，进而使第一开关和第二开关可以承受较大的电流；但是本申请实施例提供的第一开关和第二开关中的多个可控开关管并不是同时导通，而是分批导通，即第一开关包括的多个可控开关管对应至少两个不同的导通时刻，第二开关包括的多个可控开关管对应至少两个不同的导通时刻。其中，由于制造较低导通电阻(Rdson)的工艺问题以及大容量的封装问题，多个可控开关管可以分别独立封装。

本申请实施例为了降低或消除第一开关和第二开关同时闭合时对电池包的损害，对于第一开关中的多个可控开关管和第二开关中的多个可控开关管分别设置不同的导通时刻。当第一开关闭合时，第二开关由于异常也闭合时，由于第二开关中多个可控开关管不会同时闭合，而是分批逐次闭合，即每批可控开关管对应的导通时刻不同。另外，理论上第一开关已经断开，第二开关需要闭合，但是第一开关由于异常，没有成功断开时，第二开关中的多个可控开关管分批闭合，由于第一开关闭合，整个电池系统的电流比较大，第二开关中先闭合的可控开关管会因为流过的电流太大而炸开，即自动断开，这样第二开关就不会闭合，进而不会存在第一开关和第二开关同时闭合的状态，因此，电池包不会被长时间短路，从而保护电池包的安全。

在一种可能的实现方式中，第一开关和第二开关中的可控开关管的开关状态分别由对应的驱动信号来控制，多个可控开关管实现分批导通，例如驱动信号高电平时对应导通，驱动信号低电平时对应关断，即实现不同时导通可以设置驱动信号的上升沿不同步，即第一开关包括的多个可控开关管对应至少两路具有不同上升沿的驱动信号；第二开关包括的多个可控开关管对应至少两路具有不同上升沿的驱动信号。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例中对于多个可控开关管的关断时刻可以选择同时关断，例如第一开关包括的多个可控开关管的关断时刻均相同，第二开关包括的多个可控开关管关断时刻均相同的。