一种储能电池多簇并联系统的绝缘阻值检测系统及方法与流程

本发明涉及储能电池，尤其涉及一种储能电池多簇并联系统的绝缘阻值检测系统及方法。

背景技术：

1、在新能源行业，储能技术的发展为新能源的高效使用提供了强有力的支撑，对实现我国能源转型，加速清洁能源装机容量的增长具有重要的意义。对储能技术而言，储能电池的安全管理与有效控制是储能技术的根本所在。

2、为了进一步扩大电池容量以满足更大的能量要求，在电池的应用过程中，一般在经过串联形成电池簇后，往往还会将多个电池簇并联在一起使用。每个电池簇内部的正负回路上分别安装主正接触器与主负接触器，同时还会连接一个断路器，从而实现电池簇间的电气保护。

3、绝缘阻值检测功能是衡量储能电池以及新能源汽车等产品质量的重要指标之一，它的实时自动检测对系统内部的漏液、短路及放电等故障现象具有警示作用，是系统保护中的重要组成部分。在项目实际应用过程中，储能系统的直流母线电压会达到500v以上，若电池发生漏液、短路或者内部放电故障，将会导致整个储能系统出现严重的系统安全隐患，因此系统内部的绝缘检测非常有必要。对电池系统的绝缘检测技术有必要进行重点研究分析。

4、现有的绝缘检测技术主要是针对电池簇内部的检测计算，很少考虑到多簇并联运行时电池簇之间的耦合对系统绝缘阻值的影响，因此在绝缘精度计算方面会存在不足，甚至可能会导致绝缘故障误报或者漏报的情况。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种储能电池多簇并联系统的绝缘阻值检测系统，所述储能电池多簇并联系统包括多个并联连接的电池簇；所述绝缘阻值检测系统包括：

2、多个绝缘阻值检测模块，并接于对应的所述电池簇的正极和负极之间；

3、多个电池簇控制器，分别连接对应的所述绝缘阻值检测模块，用于采集对应的所述电池簇的并入状态；

4、总控制器，分别连接各所述电池簇控制器，用于获取各所述电池簇的所述并入状态，在所述并入状态表示所述电池簇当前并入所述储能电池多簇并联系统时，将对应的所述电池簇控制器加入控制集合，并依次向所述控制集合中的各所述电池簇控制器下发检测开启指令，以使得同一时刻所述控制集合中仅一个所述电池簇控制器根据所述检测开启指令控制对应的绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的绝缘阻值；

5、各所述电池簇控制器还用于在所述并入状态表示所述电池簇当前未并入所述储能电池多簇并联系统时，控制所述绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的所述绝缘阻值并上报至所述总控制器。

6、优选的，每个所述电池簇的正极通过主正回路并入所述储能电池多簇并联系统的正极，所述电池簇的负极通过主负回路并入所述储能电池多簇并联系统的负极，所述主正回路上设有主正接触器，所述主负回路上设有主负接触器，所述主正回路和所述主负回路上还设有簇断路器；

7、则所述电池簇控制器对应连接所述主正接触器、所述主负接触器和所述簇断路器，用于采集所述主正接触器、所述主负接触器和所述簇断路器的启闭状态作为所述电池簇的所述并入状态。

8、优选的，所述绝缘阻值检测模块包括：

9、依次串联于对应的所述电池簇的正极和所述电池簇的负极之间的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

10、第一开关，并接于所述第二电阻的两端；

11、第二开关，所述第二开关的一端连接所述第二电阻和所述第三电阻之间，所述第二开关的另一端连接所述储能电池多簇并联系统的接地端；

12、第三开关，连接于所述第四电阻与所述电池簇的负极之间；

13、第一绝缘电阻，所述第一绝缘电阻的一端连接所述电池簇的正极，另一端连接所述第二开关的一端；

14、第二绝缘电阻，所述第二绝缘电阻的一端连接所述第二开关的一端，另一端连接所述电池簇的负极。

15、优选的，所述总控制器包括；

16、第一控制单元，用于获取各所述电池簇的所述并入状态，在所述并入状态表示所述电池簇当前并入所述储能电池多簇并联系统时，将对应的各所述电池簇控制器依次排序编号后加入所述控制集合，并将所述控制集合中最小的编号作为当前编号；

17、第二控制单元，连接所述第一控制单元，用于向所述当前编号对应的所述电池簇控制器发送检测开启指令，以及向所述控制集合中其他编号对应的所述电池簇控制器发送检测禁止指令，同时开始计时，以控制接收到所述检测开启指令的所述电池簇控制器控制对应的绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的所述绝缘阻值；

18、第三控制单元，连接所述第二控制单元，用于在计时结果达到预设值时，将所述计时结果清零，并将所述当前编号加一以更新所述当前编号并发送至所述第二控制单元，直至所述控制集合中的所有电池簇控制器均接收过所述检测开启指令。

19、优选的，所述第一控制单元中，根据各所述电池簇控制器的设备唯一编码对各所述电池簇控制器依次排序编号。

20、优选的，所述电池簇控制器包括：

21、第一簇控制单元，用于控制所述第二开关和所述第三开关闭合，以及控制所述第一开关断开，以采集设置于所述第三电阻和所述第四电阻之间的采样点的第一分压电压；

22、第二簇控制单元，用于控制所述第二开关和所述第三开关闭合，以及控制所述第一开关闭合，以采集设置于所述第三电阻和所述第四电阻之间的采样点的第二分压电压；

23、采集单元，用于采集所述电池簇的正极和所述电池簇的负极之间的主正主负电压；

24、阻值计算单元，分别连接所述第一簇控制单元、所述第二簇控制单元和所述采集单元，用于根据所述第一分压电压、所述第二分压电压和所述主正主负电压分别计算得到所述第一绝缘电阻和第二绝缘电阻的所述绝缘阻值。

25、优选的，所述绝缘阻值的计算公式如下：

26、

27、其中，

28、其中，ra用于表示所述第一绝缘电阻的所述绝缘阻值，rb用于表示所述第二绝缘电阻的所述绝缘阻值，r1用于表示所述第一电阻的阻值，r2用于表示所述第二电阻的阻值，r3用于表示所述第三电阻的阻值，r4用于表示所述第四电阻的阻值，vpn用于表示所述主正主负电压，vi1用于表示所述第一分压电压，vi2用于表示所述第二分压电压。

29、本发明还提供一种储能电池多簇并联系统的绝缘阻值检测方法，应用于上述的绝缘阻值检测系统，所述绝缘阻值检测方法包括：

30、步骤s1，所述总控制器获取各所述电池簇的所述并入状态，并根据所述并入状态判断对应的所述电池簇当前是否并入所述储能电池多簇并联系统：

31、若是，则转向步骤s2；

32、若否，则转向步骤s3；

33、步骤s2，所述总控制器将对应的所述电池簇控制器加入控制集合，并依次向所述控制集合中的各所述电池簇控制器下发检测开启指令，以使得同一时刻所述控制集合中仅一个所述电池簇控制器根据所述检测开启指令控制对应的绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的绝缘阻值，随后返回所述步骤s1；

34、步骤s3，所述电池簇控制器控制对应的所述绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的所述绝缘阻值并上报至所述总控制器。

35、优选的，每个所述电池簇的正极通过主正回路并入所述储能电池多簇并联系统的正极，所述电池簇的负极通过主负回路并入所述储能电池多簇并联系统的负极，所述主正回路上设有主正接触器，所述主负回路上设有主负接触器，所述主正回路和所述主负回路上还设有簇断路器；

36、则所述步骤s1中，所述电池簇控制器对应连接所述主正接触器、所述主负接触器和所述簇断路器，用于采集所述主正接触器、所述主负接触器和所述簇断路器的启闭状态作为所述电池簇的所述并入状态并发送至所述总控制器。

37、优选的，所述步骤s2包括：

38、步骤s21，所述总控制器获取各所述电池簇的所述并入状态，在所述并入状态表示所述电池簇当前并入所述储能电池多簇并联系统时，将对应的各所述电池簇控制器依次排序编号后加入所述控制集合，并将所述控制集合中最小的编号作为当前编号；

39、步骤s22，所述总控制器向所述当前编号对应的所述电池簇控制器发送检测开启指令，以及向所述控制集合中其他编号对应的所述电池簇控制器发送检测禁止指令，同时开始计时，以控制接收到所述检测开启指令的所述电池簇控制器控制对应的绝缘阻值检测模块检测得到对应的所述电池簇的所述绝缘阻值；

40、步骤s23，所述总控制器判断计时结果是否达到预设值：

41、若是，则转向步骤s24；

42、若否，则返回所述步骤s23；

43、步骤s24，所述总控制器判断所述当前编号是否为所述控制集合中最大的编号：

44、若是，则输出对应的所述绝缘阻值；

45、若否，则将所述计时结果清零，并将所述当前编号加一以更新所述当前编号，随后返回所述步骤s22。

46、上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过并联的各电池簇之间的轮询检测控制以及各电池簇之间的硬件解耦设计，有效解决电压采集电路等硬件自身阻抗对绝缘阻值影响的问题，实现高精度实时绝缘检测的同时，有效延长绝缘阻值检测模块的使用寿命。