储能控制装置、储能充电方法和储能箱与流程

本发明涉及储能领域，特别是涉及一种储能控制装置、储能充电方法和储能箱。

背景技术：

随着新能源在近几年的高速发展，储能领域得到了世界各国的重视，无论是大型集装箱储能系统还是家用小型储能系统都得到了长足的发展。

储能系统一般为电池模组储能的形式，电池在充放电时有充放电电压上下限的限制。当充电时电池两端的电压达到上限以上时，则为过充电。当放电时电池两端的电压下降到下限以下时，则为过放电。出现过充或过放电任何一种情况都会对电池造成不可逆的损伤，尤其是过放电现象的出现。长时间的过放电极易引起电池鼓包，甚至造成起火爆炸的危险。

为了避免电池出现过放电的现象，储能系统需增加智能停机功能，即当储能系统的组端电压低于下限值时，电池管理系统软件控制继电器的断开进而控制整个储能系统进行智能关机处理。但此时要想对储能系统进行充电，则需要人工干预重启才行，但人工操作不便且成本高昂，尤其是在储能系统安装位置较偏远时。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种储能控制装置、储能充电方法和储能箱，提升充电效率。

一种储能控制装置，包括：

储能模块，所述储能模块通过继电器连接外部充电设备；

与所述储能模块连接的电池管理模块，用于采集所述储能模块的电信号；

与所述电池管理模块连接的切换控制开关；

其中，当所述电池管理模块根据采集的储能模块的电信号检测到所述储能模块需要停机时，则控制所述继电器断开，并控制所述切换控制开关进行切换，使所述电池管理模块连通外部充电设备；

当所述电池管理模块检测到所述外部充电设备可以向所述储能模块充电时，则控制所述继电器吸合，并控制所述切换控制开关进行切换，使所述电池管理模块连通所述储能模块。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括若干并联或串联的电池组。

在其中一个实施例中，所述电信号为电压信号，所述电池管理模块根据采集的储能模块的电信号检测到所述储能模块需要停机具体为：

电池管理模块检测到所述储能模块两端的电压信号小于预设的电压下限值。

在其中一个实施例中，所述电信号为电压信号，所述电池管理模块根据采集的储能模块的电信号检测到所述储能模块需要停机具体为：

电池管理模块检测到所述储能模块两端的电压信号小于预设的电压下限值，且在预设的时间内没有检测到充电电流。

在其中一个实施例中，所述电池管理模块检测到所述外部充电设备可以向所述储能模块充电具体为：

所述电池管理模块检测到外部充电设备的电压大于预设的电压下限。

在其中一个实施例中，还包括：

与所述充电管理模块连接的电量显示模块，用于显示所述储能模块的电量；

与所述所述充电管理模块连接的通信模块，用于将所述储能模块的电信号发送至外部监控设备。

在其中一个实施例中，所述切换控制开关包括动端、第一不动端和第二不动端，所述动端连接所述电池管理模块，所述第一不动端连接所述储能模块，所述第二不动端连接所述外部充电设备。

在其中一个实施例中，所述切换控制开关连接有开关按键，用于在所述储能模块需要放电时，控制所述切换控制开关进行切换，使所述电池管理模块连通所述储能模块上电后控制所述继电器吸合。

一种储能充电方法，所述方法基于以上所述的储能控制装置，所述方法包括：

在储能模块放电时，检测所述储能模块是否需要停机；

若需要停机，则控制继电器断开，并切换控制开关使所述电池管理模块连通外部充电设备；

检测所述外部充电设备是否可以向所述储能模块充电；

若是，则控制继电器吸合，并切换控制开关使所述电池管理模块连通储能模块。

一种储能箱，包括箱体，所述箱体内安装有如以上所述的储能控制装置，所述箱体外设置有与所述切换控制开关连接的开关按键，所述电池管理模块安装有检测程序；其中：

在所述储能模块放电时，所述电池管理模块执行所述检测程序使所述储能模块停机，并在所述储能模块停机后使外部充电设备向所述储能模块充电。

以上所述储能控制装置、储能充电方法和储能箱，当储能模块放电过放电需要停机时，电池管理模块则控制继电器断开，停止储能模块放电，且电池管理模块控制切换控制开关进行切换，使电池管理模块连通外部充电设备，使储能模块功耗为零；当电池管理模块检测到外部充电设备向储能模块充电时，则控制继电器吸合，且电池管理模块控制切换控制开关进行切换，使电池管理模块连通储能模块。由此，储能模块在过放电时，自动使其停机，且储能模块在停机后不输出功率；储能模块在停机后，可以使外部充电设备自动对储能模块进行充电，从而避免人工操作，提升其对储能模块的唤醒效率。

附图说明

图1为储能控制装置的模块结构示意图；

图2为储能控制装置的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一实施例的储能控制装置包括：

储能模块110，储能模块110通过继电器120连接外部充电设备130；

与储能模块110连接的电池管理模块140，用于采集储能模块的电信号；

与电池管理模块140连接的切换控制开关150；

其中，当电池管理模块140根据采集的储能模块110的电信号检测到储能模块110需要停机时，则控制继电器120断开，并控制切换控制开关150进行切换，使电池管理模块140连通外部充电设备；

当电池管理模块140检测到外部充电设备150可以向储能模块110充电时，则控制继电器吸合，并控制切换控制开关进行切换，使电池管理模块连通储能模块。

以上所述储能控制装置中，当储能模块放电过放电需要停机时，电池管理模块则控制继电器断开，停止储能模块放电，且电池管理模块控制切换控制开关进行切换，使电池管理模块连通外部充电设备，使储能模块功耗为零；当电池管理模块检测到外部充电设备向储能模块充电时，则控制继电器吸合，且电池管理模块控制切换控制开关进行切换，使电池管理模块连通储能模块。由此，储能模块在过放电时，自动使其停机，且储能模块在停机后不输出功率；储能模块在停机后，可以使外部充电设备自动对储能模块进行充电，从而避免人工操作，提升其对储能模块的唤醒效率。

储能模块在本实施例中可以为大型集装箱储能系统或家用小型储能系统，包括光伏储能系统等各种新新能源储能系统。一般储能模块均由若干并联或串联的电池组组成。储能模块中电池的连接结构在不同的应用中会有不同，这种不同体现在电池的材料上，如锂电池，镍电池等；电池排列的方式上，如并联或串联；电池的个数上，如15组、25组等不同数目的电池。有时候环境因素，如阳光、温度、湿度等，也需要采用不同的电池，但这些因素并不影响本实施例的实现。

储能模块在充电时，随着充电的持续，其两端电压会持续升高，当其电量充满时，储能模块两端的电压可以达到理论上的最大值。最大值也可以理解为储能模块在出厂时的额定电压，也可以为在充电过程中，可以检测到的某一设定的电压值，这种电压值的设定可以对储能模块产生保护作用。此时，对储能模块的进一步充电会造成过充电，对电池造成不良影响。

当外部电量不足时，储能模块可以对外放电，储能模块一般设置有放电过程中允许的最低电压。储能模块在低于最低电压时的放电通常为过放电，过放电会对电池的寿命造成严重影响，有时可能会造成安全事故。

因此，对于储能模块要避免其过放电和过充电。

电池管理模块140可以采集储能模块110的电信号，对储能模块110的充放电进行管理。电池管理模块140通常包括采集单元、与采集单元连接的芯片、与芯片连接的存储器等。采集单元可以为与储能模块110连接的采集线，采集储能模块110的电信号。存储器可以存储应用程序，芯片在接收到电信号时，通过执行应用程序分析储能模块110是否过充或过放电。电信号包括电压、电流等信号，本实施例采用电压信号。

储能模块110在正常放电过程中，当电池管理模块140检测到储能模块110两端的电压信号小于预设的电压下限值，如45V，则表示储能模块110需要停机。在实际的应用中，在检测到储能模块110两端的电压小于预设的电压下限值时，还可以检测在预设的时间内是否有充电电流，如3分钟等不同的时间设置，如果有，则不需要停机，否则，则表示需要停机。以上只是本实施例采取停机机制的两种设置方案，包括电压和时间两个特征，本实施例不限于其它方案的设置。当需要停机时，电池管理模块140则控制继电器120断开，并控制切换控制开关150进行切换，使电池管理模块140连通外部充电设备130。切换控制开关150用于切换使电池管理模块140连接外部充电设备130或连接储能模块。当储能模块110需要停机时，控制切换控制开关150进行切换，使电池管理模块140连通外部充电设备130可以使储能模块110的输出功率为零，在储能模块110过放电后，不会进一步消耗其电量。

一般储能模块110在停机后，通常需要人工再次唤醒。但人工操作效率低，尤其是对于储能模块110较为偏远时。本实施例中，由于切换后的电池管理模块140直接连接外部充电设备130，因此，电池管理模块140可以直接检测外部充电设备130是否可以向储能模块110充电。例如，电池管理模块140检测到外部充电设备130的电压大于预设的电压下限，或者电池管理模块140检测到充电电压大致某一值，如设置的35V等；或者电池管理模块140检测到充电电流大于某一值等。当电池管理模块140检测到外部充电设备130可以向储能设备充电时，则控制继电器120吸合，并控制切换控制开关150进行切换，使电池管理模块140连通储能模块。

如图2所示，为可应用于以上储能控制装置的电路原理图。其中，储能模块110包括B1至B15等数目的电池组。储能模块110通过继电器连接外部充电设备130。电池管理模块140连接储能模块110，可采集储能模块110的电信号。电池管理模块140可控制继电器的吸合与断开。切换控制开关150包括动端、第一不动端K1和第二不动端K2，动端连接电池管理模块140，第一不动端K1连接储能模块110，第二不动端K2连接外部充电设备130。

切换控制开关150连接有开关按键100。在外部电量不足，储能模块110需要放电时，操作人员可主动按下开关按键100，如长按操作等，使切换控制开关150吸合K1，断开K2，此时，电池管理模块140上电工作控制继电器吸合，使储能模块110对外放电。

储能模块110在对外放电时，如果电量不足，电压降低到电压下限值时，电池管理模块140检测到此现象时，在一定的时间内没有检测到充电电流时，则控制断开继电器，并控制切换控制开关150吸合K2，断开K1。此时，电池管理模块140与外部充电设备连通。在此需要指出的是，当储能模块110停机时，其输出功率为零，避免了其在停机时对外输出功率。电池管理模块140可以及时检测外部充电设备130是否能够向储能模块110充电，如果可以，则控制继电器吸合，并控制切换控制开关150吸合K1，断开K2，使外部充电设备130对储能模块110进行充电。

其中，电池管理模块140连接有电量显示模块，可以显示储能模块的电量。电池管理模块140连接通信模块，可以将储能模块110的电信号发送至外部监控设备。

本实施例还提供了一种可实现的储能充电方法，该储能充电方法的实现基于以上所述的储能控制装置，所述方法包括：

在储能模块110放电时，检测储能模块110是否需要停机；

若需要停机，则控制继电器120断开，并切换控制开关150使电池管理模块140连通外部充电设备130；

检测外部充电设备130是否可以向储能模块110充电；

若是，则控制继电器120吸合，并切换控制开关150使电池管理模块140连通储能模块110。

明显的，在储能模块110正常放电过程中，以上方法可以自动检测储能模块110是否需要停机。若需要停机，则控制储能模块停机，此时，储能模块的输出功率为零。之后，可以自动检测外部充电模块是否可以向储能模块110充电，如果可以，则使外部充电模块自动向储能模块充电。

本实施例还提供了一种可实现的具体应用，具体为一种储能箱，包括箱体，箱体内安装有如以上所述的储能控制装置，箱体外设置有与切换控制开关连接的开关按键，电池管理模块安装有检测程序；其中：

在储能模块放电时，电池管理模块执行检测程序使储能模块停机，并在储能模块停机后使外部充电设备向储能模块充电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。