电池包及储能系统的制作方法

本申请实施例涉及电力电子，尤其涉及电池包及储能系统。

背景技术：

1、随着储能系统容量越来越大，电池簇内pack(电池包)串联数目越来越多，不但提高了储能系统对耐压等级的要求，更是大大提高了对电芯一致性的要求。

2、由于电芯个体容量/品质差异，环境温度不均一等原因，随着应用时间的推移，簇内pack间的电压与pack内的电芯电压不一致现象越来越显著，由于电池簇实际可放电容量和使用寿命是由簇内所有单体电芯中容量最低的电芯决定的，这种木桶效应会严重影响电池组容量的利用效率和可供使用的寿命，所以电池组在实际充放电使用中，必须同时考虑和优化簇内pack间的容量与电压、以及pack内的电芯电压不一致性的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提供一种电池包及储能系统，旨在降低对电芯一致性的要求，提高电池组容量的可利用效率，延长电池组的使用寿命，降低维护成本。

2、为实现上述目的，本申请实施例提供一种电池包，所述电池包包括：

3、电池模块，所述电池模块包括并联连接的多组阵列电池串，各所述阵列电池串包括依次串联的开关、多个电芯以及保险丝；

4、采集模块，所述采集模块包括通讯连接的多组采集单元，各所述采集单元对应连接各所述阵列电池串；

5、直流变换模块，所述直流变换模块电性连接所述电池模块；

6、电池管理模块，所述电池管理模块连接所述直流变换模块以及所述采集模块，所述电池管理模块用于控制各所述开关的通断。

7、可选地，所述阵列电池串包括依次串联的正极段开关、多个电芯、保险丝及负极段开关，各所述阵列电池串为单独拆卸的结构模块。

8、可选地，各所述采集单元通过电压温度采样线束对应连接各所述阵列电池串中各所述电芯的正极和负极。

9、可选地，各所述采集单元之间通过自编址环形通讯总线通讯连接。

10、可选地，所述采集模块与所述电池管理模块采用一体化设计，所述电池模块包括多个电池单元，各所述电池单元包括一组所述阵列电池串。

11、可选地，所述采集模块与所述电池管理模块采用分离化设计，所述电池模块包括多个电池单元，各所述电池单元包括一组所述采集单元以及与所述采集单元对应连接的一组所述阵列电池串。

12、可选地，在所述电池包处于充电过程且一组所述阵列电池串中出现单体电芯电压高于充电保护电压的情况下，或，在所述电池包处于放电过程且一组所述阵列电池串中出现单体电芯电压低于放电保护电压的情况下，所述电池管理模块控制所述阵列电池串中的开关断开。

13、可选地，所述电池管理模块和/或所述直流变换模块的供电模式为双供电模式，所述双供电模式包括由外接电源供电的外供电模式以及由所述电池包供电的自供电模式。

14、此外，为实现上述目的，本申请实施例还提供一种储能系统，所述储能系统包括储能变流器和多个如上所述的电池包，多个所述电池包串联后形成的电池簇，多个所述电池簇并联后与所述储能变流器连接；每一所述电池簇中的各个所述电池包内的所述直流变换模块相连接，每一所述电池簇中的各个所述电池包内的所述电池管理模块相连接。

15、可选地，所述储能系统还包括能量管理模块，各所述电池簇中主电池包的电池管理模块用于调整该所述电池簇的充放电输入输出功率或所述能量管理模块用于调整各所述电池簇的充放电输入输出功率。

16、本申请实施例提出一种电池包及储能系统，同时克服了相关技术中簇内pack间的电压与pack内的电芯电压不一致的技术缺陷。该电池包包括：电池模块，所述电池模块包括并联连接的多组阵列电池串，各所述阵列电池串包括依次串联的开关、多个电芯以及保险丝；采集模块，所述采集模块包括通讯连接的多组采集单元，各所述采集单元对应连接各所述阵列电池串；直流变换模块，所述直流变换模块连接所述电池模块；电池管理模块，所述电池管理模块连接所述直流变换模块以及所述采集模块，所述电池管理模块用于控制各所述开关的通断。本申请实施例通过进一步优化拓扑设计和电池包输入输出功率的调节，在进一步降低对电芯一致性要求的基础上，提高了电池容量的可利用效率，进而提高了采用该电池包的储能系统的能量利用效率，延长了电池使用寿命，降低了储能系统的维护成本。

技术特征：

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述阵列电池串包括依次串联的正极段开关、多个电芯、保险丝及负极段开关，各所述阵列电池串为单独拆卸的结构模块。

3.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，各所述采集单元通过电压温度采样线束对应连接各所述阵列电池串中各所述电芯的正极和负极。

4.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，各所述采集单元之间通过自编址环形通讯总线通讯连接。

5.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述采集模块与所述电池管理模块采用一体化设计，所述电池模块包括多个电池单元，各所述电池单元包括一组所述阵列电池串。

6.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述采集模块与所述电池管理模块采用分离化设计，所述电池模块包括多个电池单元，各所述电池单元包括一组所述采集单元以及与所述采集单元对应连接的一组所述阵列电池串。

7.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，在所述电池包处于充电过程且一组所述阵列电池串中出现单体电芯电压高于充电保护电压时，或，在所述电池包处于放电过程且一组所述阵列电池串中出现单体电芯电压低于放电保护电压时，所述电池管理模块控制所述阵列电池串中的开关断开。

8.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池管理模块和/或所述直流变换模块的供电模式为双供电模式，所述双供电模式包括由外接电源供电的外供电模式以及由所述电池包供电的自供电模式。

9.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括储能变流器和多个如权利要求1至8中任一项所述的电池包，多个所述电池包串联后形成电池簇，多个所述电池簇并联后与所述储能变流器连接；每一所述电池簇中的各个所述电池包内的所述直流变换模块相连接，每一所述电池簇中的各个所述电池包内的所述电池管理模块相连接。

10.如权利要求9所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括能量管理模块，各所述电池簇中主电池包的电池管理模块用于调整该所述电池簇的充放电输入输出功率或所述能量管理模块用于调整各所述电池簇的充放电输入输出功率。

技术总结
本申请实施例公开了一种电池包及储能系统，属于电力电子技术领域。该电池包包括：电池模块，电池模块包括并联连接的多组阵列电池串，各阵列电池串包括依次串联的开关、多个电芯以及保险丝；采集模块，采集模块包括通讯连接的多组采集单元，各采集单元对应连接各阵列电池串；直流变换模块，直流变换模块连接电池模块；电池管理模块，电池管理模块连接直流变换模块以及采集模块，电池管理模块用于控制各开关的通断。本申请实施例在进一步降低对电芯一致性要求的基础上，提高了电池容量的可利用效率，进而提高了采用该电池包的储能系统的能量利用效率，延长了电池使用寿命，降低了维护成本。

技术研发人员：邓鑫,周海良
受保护的技术使用者：苏州汇川控制技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15