電池系統(tǒng)和能量存儲系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種電池系統(tǒng)和能量存儲系統(tǒng)。該電池系統(tǒng)包括具有第一電池機架和主電池管理系統(tǒng)的主機架，所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架，并且該電池系統(tǒng)包括具有第二電池機架和從電池管理系統(tǒng)的從機架，所述從電池管理系統(tǒng)響應于來自所述主電池管理系統(tǒng)的命令控制所述第二電池機架。所述從電池管理系統(tǒng)報告關于所述第二電池機架的狀態(tài)的信息，并且在所述主電池管理系統(tǒng)從所述從電池管理系統(tǒng)接收到所述信息后，所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架。
【專利說明】電池系統(tǒng)和能量存儲系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種電池系統(tǒng)和能量存儲系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著對環(huán)境污染和資源枯竭的顧慮的增加，對用于存儲能量并有效地使用所存儲能量的系統(tǒng)的關注也在增加。也存在對在電力產生過程中不引起污染的可再生能源的關注的增加。因此，正在積極地進行對可與可再生能源、電力存儲電池系統(tǒng)和現有電網電力一起使用的能量存儲系統(tǒng)的研究。

【發(fā)明內容】

[0003]實施例致力于一種電池系統(tǒng),該電池系統(tǒng)具有包括第一電池機架和主電池管理系統(tǒng)的主機架，以及包括第二電池機架和從電池管理系統(tǒng)的從機架，其中所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架，其中所述從電池管理系統(tǒng)響應于來自所述主電池管理系統(tǒng)的命令控制所述第二電池機架，并且所述從電池管理系統(tǒng)報告關于所述第二電池機架的狀態(tài)的信息。在所述主電池管理系統(tǒng)從所述從電池管理系統(tǒng)接收到所述信息后，所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架。
[0004]所述從電池管理系統(tǒng)可以基于所述命令將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)和關斷狀態(tài)中的一種。所述主電池管理系統(tǒng)可以接收關于所述第二電池機架的狀態(tài)的信息，并可以將所述第一電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)和關斷狀態(tài)中的一種。在所述第二電池機架的狀態(tài)被設置為所述接通狀態(tài)后，所述第一電池機架的狀態(tài)可以被設置為所述接通狀態(tài)。
[0005]所述從電池管理系統(tǒng)可以被配置為嘗試基于來自所述主電池管理系統(tǒng)的所述命令將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)。當來自所述從電池管理系統(tǒng)的報告信息指示將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)的嘗試已成功時，所述第一電池機架的狀態(tài)可以被設置為所述接通狀態(tài)。
[0006]所述主機架和所述從機架可以分別包括主保護電路和從保護電路。所述主保護電路可以包括第一開關，并且所述從保護電路可以包括第二開關。所述從電池管理系統(tǒng)可以基于所述命令將所述第二開關的狀態(tài)設置為打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的一種。
[0007]所述主電池管理系統(tǒng)可以被配置為向集成控制器傳送所述從機架的故障信息。所述主電池管理系統(tǒng)可以對應于控制所述第一電池機架和所述第二電池機架兩者的頂層管理系統(tǒng)。
[0008]所述主機架可以經由第一總線與所述第一電池機架和所述從機架兩者通信。所述從機架可以經由與所述第一總線分離的第二總線與所述第二電池機架通信。所述主電池管理系統(tǒng)可以基于來自外部連接的集成控制器的另一命令將所述命令提供給所述從電池管理系統(tǒng)。所述主電池管理系統(tǒng)可以經由與所述第一總線和所述第二總線分離的第三總線與所述外部連接的集成控制器通信。所述從機架可以是多個從機架中的一個，并且所述多個從機架中的每一個可以經由所述第一總線連接至所述主機架。
[0009]所述從機架可以包括位于其中的保護電路，并且所述從電池管理系統(tǒng)可以基于所述保護電路中的開關的狀態(tài)確定所述第二電池機架的狀態(tài)。所述從機架可以包括位于其中的保護電路，并且所述保護電路可以包括將關于所述第二電池機架的狀態(tài)的中間信息提供給所述從電池管理系統(tǒng)的至少一個開關。所述從機架可以包括多個托盤，所述托盤連接至所述保護電路。所述從電池管理系統(tǒng)可以被配置為檢測所述第二電池機架中的異常狀況，并且所述從電池管理系統(tǒng)可以被配置為在檢測到所述異常狀況時經由所述保護電路切斷向所述第二電池機架的供電。
[0010]所述從機架可以是多個從機架中的一個，并且所述主機架可以被配置為向外部連接的集成控制器傳送所述多個從機架中任何一個從機架的故障信息。所述從機架可以是多個從機架中的一個，并且所述多個從機架可以包括多個從電池管理系統(tǒng)和多個第二電池機架。所述多個從電池管理系統(tǒng)可以基于來自所述主電池管理系統(tǒng)的所述命令將所述多個第二電池機架的狀態(tài)分別設置為接通狀態(tài)，并且用信號通知狀態(tài)的設置。當所述多個從電池管理系統(tǒng)中的每一個指示所述多個第二電池機架的狀態(tài)的設置已成功時，所述第一電池機架的狀態(tài)被設置為接通狀態(tài)。
[0011]實施例還致力于一種能量存儲系統(tǒng)，該能量存儲系統(tǒng)包括所述電池系統(tǒng)以及包括集成控制器的電力變換系統(tǒng)。所述集成控制器可以連接至所述電池系統(tǒng)、外部電力產生系統(tǒng)、外部電網和外部負載。在所述電池系統(tǒng)中，所述主電池管理系統(tǒng)可以基于來自所述集成控制器的另一命令向所述從電池管理系統(tǒng)提供所述命令。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參照附圖對示例性實施例進行詳細描述，特征對本領域普通技術人員來說將變得明顯，附圖中:
[0013]圖1示出根據示例性實施例的能量存儲系統(tǒng)的框圖。
[0014]圖2示出根據示例性實施例的電池系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖3示出根據示例性實施例的主機架的框圖。
[0016]圖4示出根據示例性實施例的從機架的框圖。
[0017]圖5示出根據示例性實施例的保護電路的框圖。
[0018]圖6示出根據示例性實施例的包括多個保護電路的電池系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖7、圖8和圖9示出根據示例性實施例的電池系統(tǒng)的操作流程圖。
【具體實施方式】
[0020]現在將在下文中參照附圖更充分地描述示例實施例；然而，這些實施例可以以不同的形式實現，而不應當被解釋為限于這里給出的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本公開內容將更徹底和完整,并將向本領域普通技術人員充分地傳達示例性實施方式。
[0021]這里使用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而不旨在限制示例性實施例。在這里使用時，單數形式旨在也包括復數形式，除非上下文另外作出清楚的指示。還將理解，這里使用的術語“包括”和/或“包含”指定存在所描述的特征、整體、步驟、操作、構件、部件和/或其組，但不排除存在或附加有一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、構件、部件和/或其組。將理解，盡管術語“第一”、“第二”等可以在這里用來描述不同的元件，但這些元件不應受這些術語所限制。這些術語僅用于將一元件與另一元件區(qū)分開。
[0022]現在將參照其中示出了示例性實施例的附圖更充分地描述實施例。相同的附圖標記始終指相同的元件。在附圖中，由相同的附圖標記指代相同或相應的元件，并且將不給出
其重復解釋。
[0023]圖1示出根據示例性實施例的能量存儲系統(tǒng)I的框圖。
[0024]參照圖1，能量存儲系統(tǒng)I可以與外部電力產生系統(tǒng)2和電網3—起使用來向外部連接的負載4供電。
[0025]電力產生系統(tǒng)2可以是通過使用能量源來產生電力的系統(tǒng)。電力產生系統(tǒng)2可以產生電力并向能量存儲系統(tǒng)I供電。電力產生系統(tǒng)2可以包括從太陽能電力產生系統(tǒng)、風力電力產生系統(tǒng)和潮汐能電力產生系統(tǒng)的組中選出的至少一個。然而，太陽能電力產生系統(tǒng)、風力電力產生系統(tǒng)和潮汐能電力產生系統(tǒng)為示例性的，且電力產生系統(tǒng)2不限于此。
[0026]例如，電力產生系統(tǒng)2可以包括可通過使用可再生能源，如太陽能熱或地熱，來產生電力的任何電力產生系統(tǒng)。根據示例性實施例，通過使用太陽光產生電能的太陽能電池可以應用于可分布在房屋和工廠中的能量存儲系統(tǒng)I。電力產生系統(tǒng)2可以通過布置多個電力產生模塊以并聯產生電力而充當大容量能量系統(tǒng)。
[0027]電網3包括例如發(fā)電廠、變電站、電力線等。如果電網3處于正常狀態(tài)，則電網3可向能量存儲系統(tǒng)I供電。例如，電網3可以向從負載4和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個供電，或者可以從能量存儲系統(tǒng)I接收電力(例如，具體地，可以從電池系統(tǒng)20接收電力)。如果電網3處于異常狀態(tài)，則可以停止電網3與能量存儲系統(tǒng)I之間的供電。
[0028]負載4可以消耗由電力產生系統(tǒng)2產生的電力、存儲在電池系統(tǒng)20中的電力或從電網3供應的電力。房屋或工廠中使用的電氣設備可以是構成負載4的示例。
[0029]能量存儲系統(tǒng)I可以將電力產生系統(tǒng)2產生的電力存儲在電池系統(tǒng)20中，或者將所產生的電力供應至電網3。能量存儲系統(tǒng)I可以將存儲在電池系統(tǒng)20中的電力供應至電網3，或者可以將從電網3供應的電力存儲在電池系統(tǒng)20中。而且，能量存儲系統(tǒng)I可以將電力產生系統(tǒng)2產生的電力或電池系統(tǒng)20中存儲的電力供應至負載4。在電網3處于異常狀態(tài)時，例如在電網3中存在電力故障時，能量存儲系統(tǒng)I可以通過執(zhí)行不間斷電源(UPS)操作來將電力產生系統(tǒng)2產生的電力或電池系統(tǒng)20中存儲的電力供應至負載4。
[0030]能量存儲系統(tǒng)I可以包括變換電力的電力變換系統(tǒng)(PCS)IO、電池系統(tǒng)20、第一開關30和第二開關40。
[0031]PCS 10可以將從電力產生系統(tǒng)2、電網3和電池系統(tǒng)20供應的電力變換成合適類型的電力，并且可將該合適類型的電力供應至期望的位置。PCS 10可以包括例如電力變換單元11、直流(DC)鏈路單元12、逆變器13、變換器14和集成控制器15。
[0032]電力變換單元11可以連接在電力產生系統(tǒng)2和DC鏈路單元12之間。電力變換單元11可以將電力產生系統(tǒng)2產生的電力變換為DC鏈路電壓，并可以將DC鏈路電壓施加于DC鏈路單元12。
[0033]根據電力產生系統(tǒng)2的類型，電力變換單元11可以包括諸如變換器電路或整流器電路之類的電力變換電路。例如，當電力產生系統(tǒng)2產生DC電力時，電力變換單元11可以包括用于將電力產生系統(tǒng)2產生的DC電力變換為其它DC電力的DC-DC變換器電路。當電力產生系統(tǒng)2產生交流(AC)電力時，電力變換單元11可以包括用于將AC電力變換為DC電力的整流器電路。
[0034]根據示例性實施例，當電力產生系統(tǒng)2是太陽能電力產生系統(tǒng)時，電力變換單元11可以包括執(zhí)行最大功率點跟蹤(MPPT)控制的MPPT變換器，以便根據太陽輻射、溫度等的改變而獲得從電力產生系統(tǒng)2輸出的最大功率。在電力產生系統(tǒng)2不產生電力時，電力變換單元11可以停止操作，從而使電力變換器，例如電力變換單元11中包括的變換器電路或整流器電路消耗的電力最小。
[0035]DC鏈路電壓的電平可能由于電力產生系統(tǒng)2或電網3中的瞬時電壓降或者由于負載4中的峰值負載而變得不穩(wěn)定。然而，DC鏈路電壓應當被穩(wěn)定，以正常地操作逆變器13和變換器14。DC鏈路單元12可以連接在電力變換單元11和逆變器13之間，并且可以恒定或基本恒定地維持DC鏈路電壓。DC鏈路單元12可以包括例如大容量電容器。
[0036]逆變器13可以是連接在DC鏈路單元12和第一開關30之間的電力變換器。逆變器13可以包括將從電力產生系統(tǒng)2和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個所輸出的DC鏈路電壓變換成電網3的AC電壓并且輸出AC電壓的逆變器。逆變器13可以包括將從電網3輸出的AC電壓整流成例如要在充電模式下存儲在電池系統(tǒng)20中的DC鏈路電壓的整流器電路。逆變器13可以是輸入和輸出方向可改變的雙向逆變器。
[0037]逆變器13可以包括用于將從電網3輸出的AC電壓中的諧波去除的濾波器。逆變器13可以包括用于將從逆變器13輸出的AC電壓的相位與電網3的AC電壓的相位匹配以降低無功功率的產生的可能性和/或防止無功功率的產生的鎖相環(huán)(PLL)電路。逆變器13可以執(zhí)行諸如電壓變化范圍的限制、功率因子校正、DC分量的去除和/或保護免于瞬時現象的損害或減輕瞬時現象之類的其它功能。
[0038]變換器14可以是連接在DC鏈路單元12和電池系統(tǒng)20之間的電力變換器。變換器14可以包括將電池系統(tǒng)20中存儲的DC電力變換成合適電平的DC鏈路電壓，并在放電模式下將該DC鏈路電壓經由DC鏈路單元12輸出至逆變器13的DC-DC變換器。變換器14可以包括將從電力變換單元11或逆變器13輸出的DC電力變換成合適電壓電平(例如電池系統(tǒng)20期望的充電電壓電平)的DC電力，并在充電模式下將DC電力供應至電池系統(tǒng)20的DC-DC變換器。變換器14可以是輸入和輸出方向可改變的雙向變換器。在電池系統(tǒng)20不被充電或放電時，變換器14的操作可以停止，從而最小化或降低功耗。
[0039]集成控制器15可以監(jiān)控電力產生系統(tǒng)2、電網3、電池系統(tǒng)20和/或負載4的狀態(tài)。例如，集成控制器15可以監(jiān)控電網3中是否發(fā)生電力故障、電力產生系統(tǒng)2是否產生電力、電力產生系統(tǒng)2產生的電力的量、電池系統(tǒng)20的充電狀態(tài)、負載4消耗的電力的量、時間等。
[0040]集成控制器15可以根據預設的算法或監(jiān)控的結果來控制電力變換單元11、逆變器13、變換器14、電池系統(tǒng)20、第一開關30和第二開關40的操作。例如，當在電網3中發(fā)生電力故障時，集成控制器15可以控制電池系統(tǒng)20中存儲的電力或電力產生系統(tǒng)2產生的電力以供應給負載4。當沒有足量的電力供應至負載4時，集成控制器15可以控制負載4來確定負載4中包括的使用電力的器件的優(yōu)先級，并且將電力供應至具有較高優(yōu)先級的那些器件。集成控制器15可以控制電池系統(tǒng)20以被充電和放電。
[0041]第一開關30和第二開關40可以串聯連接在逆變器13和電網3之間，并且通過在集成控制器15的控制下被接通或關斷而控制電力產生系統(tǒng)2和電網3之間的電流的流動。第一開關30和第二開關40可以根據電力產生系統(tǒng)2、電網3和電池系統(tǒng)20的狀態(tài)而被接通或關斷。
[0042]例如，當從電力產生系統(tǒng)2和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個的電力被供應至負載4，或者電網3的電力被供應至電池系統(tǒng)20時，第一開關30可以接通。當從電力產生系統(tǒng)2和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個的電力被供應至電網3，或者電網3的電力被供應至從負載4和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個時，第二開關40可以接通。
[0043]當電網3中發(fā)生電力故障時，第二開關40可以關斷，并且第一開關30可以接通。也就是說，從電力產生系統(tǒng)2和電池系統(tǒng)20的組中選出的至少一個的電力被供應至負載4，并且供應至負載4的電力可以被阻擋和/或防止流向電網3。這樣，由于能量存儲系統(tǒng)I獨立操作，因此可以保護在電網3的配電線等處工作的工人免于由于從能量存儲系統(tǒng)I輸出的電力而受到電擊。
[0044]第一開關30和第二開關40中的每一個可以包括諸如可以經受或處理大量電流的繼電器之類的開關器件。
[0045]電池系統(tǒng)20可以接收并存儲從電力產生系統(tǒng)2和電網3的組中選出的至少一個所供應的電力，并且可以將所存儲的電力供應至從負載4和電網3的組中選出的至少一個。電池系統(tǒng)20可以包括用于存儲電力的部分和用于控制并保護用于存儲電力的這部分的部分。電池系統(tǒng)20可以在集成控制器15的控制下充電和放電。現在將參照圖2詳細描述電池系統(tǒng)20。
[0046]圖2示出根據示例性實施例的電池系統(tǒng)20的框圖。
[0047]參照圖2，電池系統(tǒng)20可以包括多個機架200。例如，多個機架200可以包括主機架200m以及包括從機架200sI和200s2的多個從機架200s。電池系統(tǒng)20可以進一步包括用于集成控制器15和主機架200m之間的數據通信的第一總線241，以及用于多個機架之間的數據通信的第二總線242。例如，主機架200m以及從機架200sl和200s2可以通過第二總線242彼此通信。
[0048]多個機架200m、200sl和200s2可以存儲從外部，例如從電力產生系統(tǒng)2和/或電網3供應的電力，并且可以將所存儲的電力供應至電網3和/或負載4。主機架200m可以包括主電池管理系統(tǒng)(BMS)210m、電池機架220和保護電路230。從機架200sI和200s2中的每一個可以包括從BMS 210s、電池機架220和保護電路230。
[0049]盡管在圖2中主機架200m以及從機架200sl和200s2以不同的附圖標記指代，但當解釋主機架200m以及從機架200sl和200s2的公共操作、結構和功能時，可以將主機架200m以及從機架200sI和200s2合稱為機架200或多個機架200。即使在解釋主BMS 210m和從BMS 210s的公共操作、結構和功能時，也可以將主BMS 210m和從BMS 210s合稱為BMS210 或多個 BMS 210。
[0050]BMS 210可以控制機架200的總體操作。BMS 210可以通過控制保護電路230來保護機架200，例如，BMS 210可以保護機架200免于異常狀況。例如，當過電流流動或過放電的異常發(fā)生時，BMS 210可以通過打開保護電路230的開關來切斷電池機架220與輸入/輸出端子T+和T-之間的供電。BMS 210可以監(jiān)控電池機架220的狀態(tài)，例如，溫度、電壓或電流，并且可以測量數據。BMS 210可以根據預設的算法或測得的數據來控制電池機架220中包括的單電池的單電池平衡。
[0051]電池機架220可以存儲從電力產生系統(tǒng)2和/或電網3供應的電力，并且可以將所存儲的電力供應至電網3和/或負載4。電池機架220可以包括串聯、并聯或串并聯連接的一個或多個托盤。盡管電池機架220在圖2中被圖示為并聯連接，但根據電池系統(tǒng)20的要求，電池機架220可以串聯或串并聯連接。
[0052]保護電路230可以在BMS 210的控制下閉合開關來供電或者可以切斷供電。保護電路230可以向BMS 210提供關于電池機架220的輸出電壓和輸出電流、開關和熔絲的狀態(tài)等的彳目息。
[0053]第一總線241是在集成控制器15和主BMS 210m之間傳送數據或命令的通路。第一總線241可以是例如控制器局域網絡(CAN)總線。例如，集成控制器15可以經由第一總線241向主BMS 210m傳送命令，并且主BMS 210m可以傳送與機架200的狀態(tài)有關的信息。在從BMS 210s中之一指示在相應從機架200s中有故障的情況下，主BMS 210m可以將故障的通知和/或故障的信息傳送至集成控制器15。然而，實施例不限于此，例如，第一總線241可以是用于經由總線傳送數據或命令的任何合適的通信協議。
[0054]第二總線242是在主BMS 210m和從BMS 210s之間傳送數據或命令的通路。第二總線242可以是CAN總線。然而，實施例不限于此，例如，第二總線242可以是用于經由總線傳送數據或命令的任何合適的通信協議。
[0055]主BMS 210m和從BMS 210s中的每一個可以從電池機架220和保護電路230采集數據。例如，從保護電路230采集的數據中可以包括從輸出電流、輸出電壓、開關狀態(tài)、熔絲狀態(tài)等的組中選出的至少一個。從電池機架220采集的數據中可以包括單電池電壓、溫度
坐寸ο
[0056]主BMS 210m和從BMS 210s中的每一個可以根據所采集的數據計算電力的剩余量、壽命、充電狀態(tài)(SOC)等，和/或可以確定在每一個相應的電池機架220中是否有異常發(fā)生。例如，主BMS 210m和從BMS 210s中的每一個可以確定在相應的電池機架220中是否發(fā)生異常(例如，從過充電、過放電、過電流、過電壓、過熱、單電池失衡、單電池退化等的組中選出的至少一個)。當發(fā)生異常，例如檢測到異常狀況時，已經確定異常的主BMS 210m和從BMS 210s中的每一個可以根據內部算法執(zhí)行預定的操作。例如，主BMS 210m和從BMS210s中的每一個可以操作相應的保護電路230。
[0057]從BMS 210s中的每一個可以將從電池機架220和保護電路230采集的數據經由第二總線242提供至主BMS 210m。從BMS 210s中的每一個也可以將關于是否發(fā)生異常的信息或關于異常的類型的信息提供給主BMS 210m。例如，主BMS 210m可以控制從機架200sl和200s2中每一個的操作。例如，主BMS 210m可以向從BMS 210s中的每一個提供控制命令以操作保護電路230。
[0058]主BMS 210m可以將從其自身的電池機架220 (例如主電池機架)和保護電路230采集的數據，以及從從BMS 210s傳送的從機架200sl和200s2的數據經由第一總線241傳送至集成控制器15。主BMS 210m也可以將關于在機架200m、200sl和200s2中是否發(fā)生異?；虍惓５念愋偷男畔⑻峁┲良煽刂破?5。
[0059]集成控制器15可以將關于PCS 10的狀態(tài)，例如變換器14的狀態(tài)的信息提供給主BMS 210m。例如，集成控制器15可以將關于變換器14以及輸入/輸出端子T+和T-是否打開的信息和/或關于流經變換器14的電流的信息提供給主BMS 210m。主BMS 210m可以基于從集成控制器15接收的信息控制電池系統(tǒng)20的操作。
[0060]例如，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送控制命令，以根據PCS 10的狀態(tài)分別接通從機架200s，例如從機架200sl和200s2，并且可以接通主機架200m。具體來說，從BMS 210s可以響應于來自主BMS 210m的命令分別控制從機架200sl和200s2。之后，從BMS 210s可以報告關于從機架200s，例如從機架200sl和200s2的狀態(tài)的信息，此信息用于接通主機架200m。例如，當從BMS 210s中的每一個報告從機架200s中的相應一個從機架的操作狀態(tài)為接通時，主BMS 210m可以接通主機架200m。相應地，在主BMS 210m從從BMS 210s接收信息后，例如在主BMS 210m接收關于從機架200sl和200s2中的每一個的操作狀態(tài)的信息后，主BMS 210m可以控制主機架200m。
[0061]集成控制器15可以控制電池系統(tǒng)20以被接通或關斷。例如，集成控制器15可以向主BMS 210m傳送電池系統(tǒng)20的接通/關斷控制命令。然后，主BMS 210m可以向從BMS210s傳送控制命令，以根據集成控制器15的控制命令接通從機架200sl和200s2，并且可以接通主機架200m。
[0062]集成控制器15可以向主BMS 210m和從BMS 210s提供管理數據。管理數據可以包括關于主BMS 210m和從BMS 210s中的每一個的單電池的信息，例如該信息可以包括固件、內部算法、內部管理標準等。
[0063]主BMS 210m可以根據從集成控制器15輸出的控制命令和/或內部算法向從BMS210s傳送用于控制從機架200sl和200s2的命令。例如，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送命令，以控制從機架200sl和200s2的操作狀態(tài)，即接通或關斷從機架200sl和200s2。主BMS 210m也可以命令從BMS 210s去傳送關于電池機架220的狀態(tài)的數據。
[0064]當電池機架220串聯連接時，需要實現電池機架220的所有單電池的單電池平衡。例如，主BMS 210m可以采集關于所有單電池的單電池電壓數據，并可以通過使用從BMS210s來控制從機架200sl和200s2的單電池的單電池平衡。
[0065]主BMS 210m和從BMS 210s可以構成如圖2中所示的主-從系統(tǒng)。主BMS 210m可以不僅控制主機架200m還通過使用從BMS 210s控制從機架200sl和200s2。因此，可以省略在主BMS 210m和從BMS 210s與集成控制器15之間的用于控制主BMS 210m和從BMS210s的系統(tǒng)BMS。例如，由于主BMS 210m可以執(zhí)行控制主機架200m內的相應電池機架220和從BMS 210s中每一個兩者的功能，因此可以排除用于控制BMS 210中的每一個，即主BMS210m和從BMS 210s中的每一個的頂層(overhead)電池管理系統(tǒng)。換句話說，主BMS 210m可以直接連接至集成控制器15，而無需主BMS 210m與集成控制器15之間的附加電池管理系統(tǒng)。
[0066]而且，由于集成控制器15可以僅與主BMS 210m通信，因此，即使在從機架200s的數目增大時，集成控制器15也不需要與附加的從機架200s通信。因此，即使在添加了附加的從機架200s時，集成控制器15的設置也可以保持不變。
[0067]圖3示出根據示例性實施例的主機架200m的框圖。
[0068]參照圖3，主機架200m可以包括主BMS 210m、包括多個托盤221的電池機架220、以及用于主BMS 210m和多個托盤221之間的數據通信的第二總線242。此外，主機架200m可以包括如圖2中所示的保護電路230，該保護電路230未在圖3中示出。[0069]作為電池機架220的下級元件的托盤221可以存儲從電網3和/或電力產生系統(tǒng)2輸出的電力，并將所存儲的電力供應給電網3和/或負載4。托盤221中的每一個可以包括托盤BMS 222和電池托盤223。為了易于解釋，圖3示出主機架200m包括托盤221，但實施例不限于此。例如,如圖4中所示，從機架200s中的至少一個可以類似地包括托盤221，并且托盤221的配置和排布可以與關于主機架200m所圖示的相同。
[0070]托盤221中的每一個可以包括至少一個托盤BMS 222，并可以包括連接至托盤BMS222的至少一個電池托盤223。例如，托盤221中的每一個可以包括連接至一個電池托盤223的一個托盤BMS 222。
[0071]存儲電力的電池托盤223可以包括串聯、并聯或串并聯連接的多個單電池。單電池可以包括可再充電二次電池。例如，單電池可以包括從鎳-鎘電池、鉛蓄電池、鎳金屬氫化物(NiMH)電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池的組中選出的至少一種。電池托盤223中包括的單電池的數目可以根據期望的輸出電壓來確定。
[0072]托盤BMS 222可以測量電池托盤223的狀態(tài)，例如從單電池的溫度、單電池電壓、輸出電流等的組中選出的至少一個，并且可以將所測得的數據經由第二總線242傳送至主BMS 210m。而且，托盤BMS 222可以根據主BMS 210m的單電池平衡控制命令來執(zhí)行電池托盤223的單電池平衡。
[0073]第二總線242是在主機架200m的主BMS 210m和托盤BMS 222之間傳送數據或命令的通路。而且，數據或命令也可以經由第二總線242在主BMS 210m與從BMS 210s之間傳送。第二總線242可以是如上所述的CAN總線。
[0074]主BMS 210m可以經由第一總線241與集成控制器15通信。此外，主BMS 210m可以經由第二總線242與從BMS 210s中的每一個和主機架200m的托盤BMS 222中的每一個通信。例如，主BMS 210m可以經由相同的第二總線242，不僅與從BMS 210s通信，還與主機架200m的托盤BMS 222通信。因此，主BMS 210m可以直接與主機架200m中的托盤BMS222中的每一個和從BMS 210s中的每一個通信，而例如無需主BMS 210m與主機架200m中的托盤BMS 222中的每一個和從BMS 210s中的每一個之間的附加總線或電池管理系統(tǒng)。
[0075]集成控制器15例如可以向第一總線241傳送包括命令的巾貞信號。主BMS 210m可以接收幀信號，并可以執(zhí)行與幀信號中包括的命令對應的操作。例如，主BMS 210m可以向主機架200m內的托盤221和/或從BMS 210s提供命令。而且，主BMS 210m可以向第一總線241傳送包括數據的幀信號。集成控制器15可以從主BMS 210m接收幀信號，并可以執(zhí)行期望的操作。
[0076]當執(zhí)行與來自集成控制器15的幀信號中包括的命令對應的操作時，主BMS 210m可以向第二總線242傳送包括命令的幀信號。從BMS 210s可以接收幀信號，并可以執(zhí)行與幀信號中包括的命令對應的操作。從BMS 210s可以向第二總線242傳送包括數據的幀信號。主BMS 210m可以接收幀信號，并可以執(zhí)行期望的操作。
[0077]主BMS 210m可以向第二總線242傳送包括命令的幀信號。主機架200m的托盤BMS 222可以接收幀信號，并可以執(zhí)行與幀信號中包括的命令對應的操作。主機架200m的托盤BMS 222可以向第二總線242傳送包括數據的幀信號。主BMS 210m可以接收幀信號，并可以執(zhí)行期望的操作。
[0078]圖4示出根據示例性實施例的從機架200sl的框圖。出于解釋的目的，圖4示出從機架200sl，并且從機架200s2可以具有與從機架200sl相同的配置。
[0079]參照圖4，從機架200sl可以包括從BMS 210s、多個托盤221和用于從BMS 210s與多個托盤221之間的數據通信的第三總線243。盡管從機架200sl可以包括如圖2中所示的保護電路230，但在圖4中沒有示出保護電路230。已經參照圖3解釋了托盤221，因此將不給出其重復解釋。
[0080]如上所述，第二總線242是在主機架200m的主BMS 210m與托盤BMS 222之間傳送數據或命令的通路。第二總線242也是在從BMS 210s與主BMS 210m之間傳送數據或命令的通路。
[0081]第三總線243是在從機架200sl的從BMS 210s與托盤BMS 222之間傳送數據或命令的通路。第三總線243可以是CAN總線。然而，實施例不限于此，例如，第三總線243可以是經由總線傳送數據或命令的任何合適的通信協議。
[0082]從BMS 210s可以經由第二總線242與主BMS 210m通信，并可以經由第三總線243與從機架200sI的托盤BMS 222通信。
[0083]從BMS 210s可以向第三總線243傳送包括命令的幀信號。從機架200sl的托盤BMS 222可以接收幀信號，并可以執(zhí)行與幀信號中包括的命令對應的操作。而且，從機架200sl的托盤BMS 222可以向第三總線243傳送包括數據的幀信號。從BMS 210s可以接收幀信號，并可以執(zhí)行必需的操作。
[0084]圖5示出根據示例性實施例的保護電路230的框圖。
[0085]參照圖5，保護電路230可以包括例如電流傳感器231、電壓傳感器232、第一開關233、第二開關234、預充電電阻器235和熔絲236。
[0086]電流傳感器231測量電池機架220的輸出電流。電流傳感器231可以向BMS 210施加與輸出電流對應的信號Si，例如，BMS 210可以對應于主BMS 210m或從BMS 210s中的一個。盡管電流傳感器231在圖5中不出為布置在機架輸出端子R+與輸入/輸出端子T+之間，但實施例不限于此。例如，電流傳感器231可以布置在機架輸出端子R-與輸入/輸出端子T-之間。
[0087]電壓傳感器232測量電池機架220的輸出電壓，例如，電池機架220可以在主機架200m中或在從機架200s中的一個中。電壓傳感器232可以向BMS 210施加與輸出電壓對應的信號sv。盡管電壓傳感器232在圖5中示出為布置在機架輸出端子R+與R-之間，但實施例不限于此。例如，如果期望，電壓傳感器232可以布置在輸入/輸出端子T+和T-之間。根據另一示例性實施例，保護電路230可以進一步包括用于測量輸入/輸出端子T+和T-之間的電壓的電壓傳感器。
[0088]第一開關233是用于閉合或打開機架輸出端子R+和輸入/輸出端子T+之間的第一節(jié)點NI和第二節(jié)點N2的開關元件。為了對電池機架220進行充電或放電，應當閉合第一開關233。一旦第一開關233打開，就可以切斷機架輸出端子R+與輸入/輸出端子T+之間的供電。第一開關233從BMS 210接收第一開關控制信號swl，并可以根據第一開關控制信號swl打開或閉合。第一開關233可以向BMS 210提供關于打開/閉合狀態(tài)的信息。例如，第一開關233可以提供關于多個機架200中相應一個機架的狀態(tài)的中間信息(例如，關于機架200中相應一個機架內的電池機架220的狀態(tài)的信息)，該中間信息由BMS 210使用來報告關于機架200中相應一個機架的狀態(tài)的信息。[0089]在第一開關233位于從機架200sl的保護電路230中的情況下，例如，第一開關233可以將關于從機架200sl中的電池機架220的狀態(tài)的中間信息提供給從機架200sl中的從BMS 210s。之后，從BMS 210s可以將關于電池機架220的狀態(tài)的信息報告給主機架200m 中的主 BMS 210m。
[0090]第二開關234和預充電電阻器235可以串聯連接在第一節(jié)點NI與第二節(jié)點N2之間。第二開關234接收第二開關控制信號sw2，并且根據第二開關控制信號sw2打開或閉合。第二開關234可以將關于打開/閉合狀態(tài)的信息提供給BMS 210。例如，第二開關234可以提供關于具有電池機架220的機架200中的相應一個的狀態(tài)的中間信息。
[0091]在第二開關234位于從機架200sl的保護電路230中的情況下，例如，第二開關234可以將關于從機架200sl中的電池機架220的狀態(tài)的中間信息提供給從機架200sl中的從BMS 210s。之后，從BMS 210s可以將關于電池機架220的狀態(tài)的信息報告給主機架200m 中的主 BMS 210m。
[0092]第一開關233和第二開關234中的每一個可以包括用于切斷電池機架220的輸出電流的繼電器。例如，第一開關控制信號swl和第二開關控制信號sw2中的每一個可以是具有預定直流(DC)電壓的控制信號。例如，當第一開關控制信號swl和/或第二開關控制信號sw2具有DC12V時，第一開關233和/或第二開關234可以閉合。當第一開關控制信號swl和/或第二開關控制信號sw2具有OV時，第一開關233和/或第二開關234可以打開。
[0093]預充電電阻器235可以限制在輸入/輸出端子T+和T-以及機架輸出端子R+和R-彼此連接時可能流動的涌入電流。大容量電容器可以連接在機架輸出端子R+和R-之間以穩(wěn)定輸出電壓。然而，當在大容量電容器放電的狀態(tài)下，第一開關233閉合時，可能產生涌入電流以對大容量電容器充電。這種過電流可能削弱、損害電池系統(tǒng)20和/或導致電池系統(tǒng)20中的破損。
[0094]通過在閉合第一開關233之前閉合第二開關234，預充電電阻器235可以降低產生涌入電流的可能性和/或防止產生涌入電流。當第二開關234閉合，然后大容量電容器被充電時，第一開關233可以閉合并且第二開關234可以打開。
[0095]熔絲236可以形成在機架輸出端子R+和輸入/輸出端子T+之間的高電流通路上。當過電流流經高電流通路時，熔絲236可以永久地切斷高電流通路。熔絲236可以將指示熔絲236的狀態(tài)的信號sf施加給BMS 210。
[0096]保護電路230可以與BMS 210物理分離。BMS 210可以被配置為通過使用一條或多條信號線來控制保護電路230。例如，BMS 210和保護電路230可以形成在不同的板上。因此，穿過保護電路230的高電流通路可以不穿過BMS 210。
[0097]圖6示出根據另一示例性實施例的電池系統(tǒng)20的框圖。
[0098]參照圖6，電池機架220通過保護電路230并聯連接至輸入/輸出端子T+和T-。
[0099]盡管在圖6中保護電路230中的每一個包括第一開關233、第二開關234和預充電電阻器235，但實施例不限于此。例如，保護電路230可以進一步包括電流傳感器、電壓傳感器和熔絲，如圖5中所示。
[0100]主BMS 210m可以控制保護電路230 (例如主機架200m中的保護電路230)的第一開關233和第二開關234以被閉合和打開。同樣，從BMS 210s中的每一個可以控制例如從機架200s中的相應一個中的保護電路230的第一開關233和第二開關234以被閉合和打開。
[0101]如上所述，如果電池機架220的機架輸出端子R+和R-連接至輸入/輸出端子T+和T-，則在BMS 210閉合第二開關234后經過預定時間段時，BMS 210可以閉合第一開關233并可以打開第二開關234。如果電池機架220的機架輸出端子R+和R-與輸入/輸出端子T+和T-分離，則BMS 210可以打開第一開關233。
[0102]BMS 210可以根據內部算法控制第一開關233和第二開關234以被閉合和打開。例如，當檢測到在電池機架220中發(fā)生異常時，BMS 210可以打開第一開關233。而且，如果電池機架220回到其正常狀態(tài)，則當BMS 210閉合第二開關234后經過預定時間段時，BMS210可以閉合第一開關233并打開第二開關234。
[0103]BMS 210可以根據上級元件的控制命令控制第一開關233和第二開關234以被閉合和打開。例如，從BMS 210s可以根據主BMS 210m的控制命令控制第一開關233和第二開關234。而且，主BMS 210m可以根據集成控制器15的控制命令來控制第一開關233和第二開關234。例如，主BMS 210m可以基于集成控制器15的控制命令間接地，即經由從BMS210s，來控制第一開關233和第二開關234的狀態(tài)。
[0104]主BMS 210m可以向從BMS 210s提供機架接通控制命令，以將機架輸出端子R+和R-連接至輸入/輸出端子T+和T-。根據機架接通控制命令，從BMS 210s可以閉合保護電路230中的第二開關234，并且在經過預定時間段后，可以閉合第一開關233并可以打開第二開關234。
[0105]根據示例性實施例，主BMS 210m可以向從BMS 210s順次提供第二開關接通控制命令、第一開關接通控制命令和第二開關關斷控制命令，以將與從BMS 210s對應的機架輸出端子R+和R-連接至輸入/輸出端子T+和T-。
[0106]主BMS 210m可以向從BMS 210s提供控制命令，然后可以根據控制命令確定操作是否正常執(zhí)行。從BMS 210s可以根據從主BMS 210m接收的控制命令執(zhí)行操作，然后將操作的結果傳送至主BMS 210m。主BMS 210m可以從從BMS 210s接收操作的結果，然后可以執(zhí)行另外的操作。
[0107]當主BMS 210m向從BMS 210s提供機架接通命令時，從BMS 210s可以產生第一開關控制信號swl，然后可以將指示執(zhí)行了機架接通命令的信號施加給主BMS 210m。
[0108]根據另一示例性實施例，從BMS 210s可以產生第二開關控制信號sw2，然后可以將指示執(zhí)行了機架接通命令的信號施加給主BMS 210m。根據再一示例性實施例，從BMS210s可以檢測第一開關233的打開/閉合狀態(tài)，然后可以將指示執(zhí)行了機架接通命令的信號施加給主BMS 210m。
[0109]根據又一示例性實施例，從BMS 210s可以檢測機架輸出電流，然后可以將指示執(zhí)行了機架接通命令的信號施加給主BMS 210m。根據又一示例性實施例，從BMS 210s可以檢測輸入/輸出端子T+和T-之間的輸出電壓，然后可以將指示執(zhí)行了機架接通命令的信號施加給主BMS 210m。
[0110]這樣，即使響應于機架關斷命令，從BMS 210s也可以通過使用第一開關控制信號swl、第一開關狀態(tài)、機架輸出電流以及輸入/輸出端子T+和T-之間的輸出電壓來確定機架200是否關斷。[0111]主BMS 210m可以經由第一總線241與集成控制器15通信，并且可以從集成控制器15接收關于PCS 10的狀態(tài)的信息。當根據內部算法準備了 PCS 10，例如完全準備了PCS10，并且確定了電池系統(tǒng)20可以連接至PCS 10時，主BMS 2IOm可以確定接通電池系統(tǒng)20。當電池系統(tǒng)20從異常狀態(tài)回到其正常狀態(tài)時，主BMS 210m可以確定接通電池系統(tǒng)20。主BMS 210m可以向從BMS 210s提供機架接通控制命令。
[0112]從BMS 210s可以根據第二開關控制信號sw2閉合第二開關234。接著，從BMS210s可以根據第一開關控制信號swl閉合第一開關233。從BMS 210s可以確定第一開關233是否閉合，并且可以將指示根據機架接通控制命令正常執(zhí)行了操作的信號施加給主BMS 210m。而且，從BMS 210s可以根據第二開關控制信號sw2打開第二開關234。
[0113]主BMS 210m可以從從BMS 210s接收指示機架200正常接通的信號，然后可以將機架接通控制命令提供給另一從BMS 210s。以這種方式，主BMS 210m可以檢測從機架正常接通。接著，主BMS 210m可以最后接通其自身的主機架200m，例如接通主機架200m中的電池機架220。
[0114]根據另一示例性實施例，主BMS 210m可以向從BMS 210s中的每一個同時提供機架接通控制命令。從BMS 210s可以根據機架接通控制命令接通它們自身的從機架200s，例如接通相應從機架200s中的電池機架220。然后，從BMS 210s可以將指示從機架200s接通的信號傳送至主BMS 210m。主BMS 210m可以檢測所有的從機架200s被接通，然后可以接通其自身的主機架200m。
[0115]當電池系統(tǒng)接通時，所有的機架應當同時接通。當機架的接通時間不同時，在機架之間可能發(fā)生失衡。根據一些實施例，由于主BMS 210m首先通過使用從BMS 210s接通從機架200s，然后最后接通主機架200m，因此可以最小化機架200的接通時間之間的差別。例如，因為通過通信接通從機架200s比接通其自身的主機架200m花費更多的時間。因此，在示例性實施例中，從機架200s (例如從機架200s中的電池機架220)的操作在主機架200m的操作開始之前開始，以努力在電池系統(tǒng)20內提供適當的平衡。
[0116]而且，由于主BMS 210m檢測到從機架200s接通，然后接通其自身的主機架200m，因此主BMS 210m可以進一步穩(wěn)定地被操作。例如，當主機架200m僅在從機架200s接通不失敗的狀態(tài)下接通時，可以避免機架200之間的失衡。
[0117]在操作電池系統(tǒng)20時可能發(fā)生異常。例如，可能發(fā)生過充電或過放電。而且，可能發(fā)生過熱或過電流。這種異?？赡馨l(fā)生在整個電池系統(tǒng)20中，或者可能發(fā)生在機架200中的特定一個機架中。當僅在機架200中的特定一個機架中發(fā)生異常時，機架200中的該特定一個機架的BMS 210可以確定是要接通還是要關斷機架200中的該特定一個機架。在此情形下，BMS 210可以打開保護電路230的第一開關233。
[0118]當主BMS 210m檢測到異常，因此應當關斷整個電池系統(tǒng)20時，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送機架關斷控制命令。從BMS 210s可以響應于機架關斷控制命令打開保護電路230的第一開關233。接著，從BMS 210s可以通知主BMS 210m第一開關233被打開。主BMS 210m然后可以向另一 BMS 210s傳送機架關斷控制命令。以這種方式，主BMS210m可以關斷所有的從機架200s，然后可以關斷其自身的主機架200m。
[0119]根據另一示例性實施例，主BMS 210m可以同時向從BMS 210s傳送機架關斷控制命令。從BMS 210s中的每一個可以響應于機架關斷控制命令打開保護電路230的第一開關233，并且可以通知主BMS 210m第一開關233被打開。主BMS 210m然后可以從從BMS 210s檢測到所有的從機架200s關斷，然后可以關斷其自身的主機架200m。
[0120]當機架200接通時，這意味著機架200的機架輸出端子R+和R-連接至輸入/輸出端子T+和T-。例如，這意味著第一開關233閉合。而且，當機架200關斷時，這意味著機架200的機架輸出端子R+和R-與輸入/輸出端子T+和T-分離。例如，這意味著第一開關233和第二開關234均打開。當第二開關234閉合且第一開關233打開時，可以視為執(zhí)行預充電操作。
[0121]圖7示出根據示例性實施例的電池系統(tǒng)20的操作序列的流程圖。
[0122]參照圖6和圖7，示出了主機架和從機架的操作以及在主機架和從機架之間傳送的命令或數據。盡管在圖7中示出一個從機架，但本領域普通技術人員將理解，可以存在多個從機架，而不背離范圍。主機架可以對應于參照圖2至圖6討論的主機架200m。從機架可以對應于參照圖2至圖6討論的從機架200s。
[0123]在操作Sll中，主BMS可以基于一確定接通電池系統(tǒng)20，主BMS可以對應于主機架200m的主BMS 210m。例如，當主BMS 210m從集成控制器15接收到電池系統(tǒng)接通控制命令、電池系統(tǒng)20開始操作，或者電池系統(tǒng)20從異常狀態(tài)回到其正常狀態(tài)時，主BMS 210m可以確定接通電池系統(tǒng)20。
[0124]在操作S12中，主BMS 210m可以向從BMS傳送用于接通從機架的機架接通控制命令，從BMS可以對應于從機架200s的從BMS 210s。在操作S13中，從BMS 210s可以響應于來自主BMS 210m的機架接通控制命令接通從機架200s。如上所述，從BMS 210s可以閉合從機架200s的第二開關234，然后可以閉合第一開關233。接著，從BMS 210s可以打開第二開關234。
[0125]在操作S14中，從BMS 210s可以通知從機架200s已被接通。從BMS 210s可以將關于從機架200s的狀態(tài)的信息傳送至主BMS 210m。
[0126]在操作S15中，主BMS 210m可以根據從從BMS 210s傳送的關于從機架200s的狀態(tài)的信息確定從機架200s是否已接通。
[0127]當在操作S15中確定從機架200s已接通時，操作的順序前進到操作S16。在操作S16中，主BMS 210m可以接通主機架200m。然而，當在操作S15中確定從機架200s還沒有接通時，操作的順序前進到操作S17。在操作S17中，主BMS 210m可以將指示從機架200s接通失敗的消息傳送至集成控制器15。
[0128]圖8示出根據另一示例性實施例的電池系統(tǒng)20的操作序列的流程圖。
[0129]參照圖6和圖8，示出可與主機架200m對應的主機架的操作、和可與從機架200s中的一個對應的從機架的操作、以及在主機架與從機架之間傳送的命令或數據。盡管在圖8中示出一個從機架，但本領域普通技術人員將理解，可以存在多個從機架，而不背離實施例的范圍。
[0130]在操作S21中，主機架200m的主BMS 210m可以確定接通電池系統(tǒng)20。例如，當主BMS 210m從集成控制器15接收到電池系統(tǒng)接通控制命令、電池系統(tǒng)20開始操作，或者電池系統(tǒng)20從異常狀態(tài)回到其正常狀態(tài)時，主BMS 210m可以確定接通電池系統(tǒng)20。
[0131]在操作S22中，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送用于閉合從機架的第二開關234的第二開關接通控制命令。在操作S23中，從BMS 210s可以響應于來自主BMS 210m的第二開關接通控制命令接通從機架的第二開關234。在操作S24中，從BMS 210s可以通知主BMS 210m第二開關234的打開/閉合狀態(tài)。
[0132]在操作S25中，主BMS 210m可以基于從主BMS 210m接收的第二開關接通控制命令確定從機架的第二開關234是否閉合。當在操作S25中確定從機架的第二開關閉合時，操作的順序前進到操作S26。在操作S26中，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送用于閉合從機架的第一開關233的第一開關接通控制命令。當在操作S25中確定從機架的第二開關234沒有閉合時，操作的順序可以前進到操作S31。在操作S31中，主BMS 210m可以將指示從機架200s接通失敗的消息傳送至集成控制器15。
[0133]在操作S27中，從BMS 210s可以響應于來自主BMS 210m的第一開關接通控制命令接通從機架的第一開關233。在操作S28中，從BMS 210s可以通知主BMS 210m第一開關233的打開/閉合狀態(tài)。
[0134]在操作S29中，主BMS 210m可以確定從機架的第一開關233是否閉合。當在操作S29中確定從機架的第一開關233閉合時，操作的順序前進到操作S30。在操作S30中，主BMS 210m可以閉合主機架200m的第一開關233。由于從機架200s已經接通以對輸入/輸出端子T+和T-之間的大容量電容器進行充電，因此即使當主機架200m的第一開關233閉合，而沒有閉合主機架200m的第二開關234時，也不產生涌入電流。
[0135]當在操作S29中確定從機架200s的第一開關233沒有閉合時，操作的順序前進到操作S31。在操作S31中，主BMS 210m可以將指示從機架200s接通失敗的消息傳送至集成控制器15。
[0136]圖9示出根據另一示例性實施例的電池系統(tǒng)20的操作序列的流程圖。
[0137]參照圖6和圖9，示出主機架(例如主機架200m)和從機架(例如從機架200s)的操作以及在主機架和從機架之間傳送的命令或數據。盡管在圖9中示出一個從機架，但本領域普通技術人員將理解，可以存在多個從機架，而不背離實施例的范圍。
[0138]在操作S41中，主機架200m的主BMS 210m可以確定關斷電池系統(tǒng)20。例如，當主BMS 210m從集成控制器15接收到電池系統(tǒng)關斷控制命令，電池系統(tǒng)20停止操作，或在電池系統(tǒng)20中發(fā)生異常時，主BMS 210m可以確定關斷電池系統(tǒng)20。
[0139]在操作S42中，主BMS 210m可以向從BMS 210s傳送用于關斷從機架的機架關斷控制命令。在操作S43中，從BMS 210s可以響應于來自主BMS 210m的機架關斷控制命令關斷從機架。如上所述，從BMS 210s可以打開從機架200s的第一開關233。
[0140]在操作S44中，從BMS 210s可以通知從機架200s關斷。從BMS 210s可以將關于從機架200s的狀態(tài)的信息傳送至主BMS 210m。
[0141]在操作S45中，主BMS 210m可以通過使用從從BMS 210s傳送來的關于從機架200s的狀態(tài)的信息確定從機架200s是否關斷。
[0142]當在操作S45中確定從機架200s關斷時，操作的順序前進到操作S46。在操作S46中，主BMS 210m可以關斷主機架200m。當在操作S45中確定從機架200s沒有關斷時，操作的順序前進到操作S47。在操作S47中，主BMS 210m可以將指示從機架200s關斷失敗的消息傳送至集成控制器15。
[0143]作為概括和回顧，電池系統(tǒng)可以供應有外部電源，可以存儲所供應的電力，并且可以外部地供應所存儲的電力。電池系統(tǒng)可以根據負載所消耗的電力的量來變化地設計。尋求關于管理電池系統(tǒng)的效率以穩(wěn)定地操作電池系統(tǒng)。
[0144]實施例涉及能量存儲系統(tǒng)，其中主電池管理系統(tǒng)與從電池管理系統(tǒng)通信，控制多個并聯連接的電池機架以高效地管理和穩(wěn)定地操作電池系統(tǒng)。
[0145]這里所示出和描述的【具體實施方式】是例示性示例，而不意在另外以任何方式限制實施例的范圍。為了簡短起見，常規(guī)電子器件、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)的軟件開發(fā)和其它功能方面(以及系統(tǒng)的獨立操作部件的部件)可能未被詳細描述。此外，在所呈現的各附圖中示出的連接線或連接器意在表示各元件之間的示例性功能關系和/或物理或邏輯聯接。應該注意，許多可替代或附加的功能關系、物理連接或邏輯連接可以存在于實際的設備中。而且，沒有項目或部件是必要的，除非該元件被具體描述為“必要的”或“至關重要的”。
[0146]在描述實施例的上下文中(特別是所附權利要求的上下文中)使用的單數形式應該被解釋為既覆蓋單數又覆蓋復數。此外，這里的值的范圍的記載僅僅意在用作個別引用落入該范圍內的每個單獨值的簡化方法，除非在這里另外指出，而且每個單獨的值被合并到本說明書中，如同在這里被個別記載一樣。最后，這里描述的所有方法的步驟可以以任意適合的順序來執(zhí)行，除非在這里另外指出或者另外明顯地與上下文矛盾。這里提供的任意和所有示例或示例性語言(例如，“例如”)的使用僅僅意在更好地闡明本發(fā)明，并不對實施例的范圍造成限制，除非另外要求。多種修改和改進對本領域技術人員將是易于明顯的，而不偏離精神和范圍。
[0147]這里已經公開了示例實施例，并且盡管采用了特定術語，但這些術語僅在通用和描述意義上來使用和解釋，而不用于限制的目的。在某些示例中，本領域普通技術人員將明顯的是，截止到本申請的遞交，關于特定實施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨使用或與關于其它實施例描述的特征、特性和/或元件結合使用，除非另外明確地指出。因此，本領域普通技術人員將理解，可以進行形式和細節(jié)上的各種改變，而不背離所附權利要求中給出的本發(fā)明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種電池系統(tǒng),包括: 主機架，包括第一電池機架和主電池管理系統(tǒng)，所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架，以及 從機架，包括第二電池機架和從電池管理系統(tǒng)，所述從電池管理系統(tǒng)響應于來自所述主電池管理系統(tǒng)的命令控制所述第二電池機架，并且所述從電池管理系統(tǒng)報告關于所述第二電池機架的狀態(tài)的信息， 其中在所述主電池管理系統(tǒng)從所述從電池管理系統(tǒng)接收到所述信息后，所述主電池管理系統(tǒng)控制所述第一電池機架。
2.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述從電池管理系統(tǒng)基于所述命令將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)和關斷狀態(tài)中的一種。
3.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述主電池管理系統(tǒng)接收關于所述第二電池機架的狀態(tài)的所述信息，并將所述第一電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)和關斷狀態(tài)中的一種。
4.根據權利要求3所述的電池系統(tǒng)，其中在所述第二電池機架的狀態(tài)被設置為所述接通狀態(tài)后，所述第一電池機架的狀態(tài)被設置為所述接通狀態(tài)。
5.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng),其中: 所述從電池管理系統(tǒng)被配置為嘗試基于來自所述主電池管理系統(tǒng)的所述命令將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)，并且 當來自所述從電池管理系統(tǒng)的報告信息指示將所述第二電池機架的狀態(tài)設置為接通狀態(tài)的嘗試已成功時，所述第一電池機架的狀態(tài)被設置為所述接通狀態(tài)。
6.根據權利要求1所述的電池`系統(tǒng)，其中: 所述主機架和所述從機架分別包括主保護電路和從保護電路，所述主保護電路包括第一開關，并且所述從保護電路包括第二開關，并且 所述從電池管理系統(tǒng)基于所述命令將所述第二開關的狀態(tài)設置為打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)中的一種。
7.根據權利要求6所述的電池系統(tǒng)，其中所述主電池管理系統(tǒng)被配置為向集成控制器傳送所述從機架的故障信息。
8.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述主電池管理系統(tǒng)對應于控制所述第一電池機架和所述第二電池機架兩者的頂層管理系統(tǒng)。
9.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述主機架經由第一總線與所述第一電池機架和所述從機架兩者通信。
10.根據權利要求9所述的電池系統(tǒng)，其中所述從機架經由與所述第一總線分離的第二總線與所述第二電池機架通信。
11.根據權利要求10所述的電池系統(tǒng),其中所述主電池管理系統(tǒng)基于來自外部連接的集成控制器的另一命令將所述命令提供給所述從電池管理系統(tǒng)，并且所述主電池管理系統(tǒng)經由與所述第一總線和所述第二總線分離的第三總線與所述外部連接的集成控制器通信。
12.根據權利要求9所述的電池系統(tǒng)，其中所述從機架是多個從機架中的一個，所述多個從機架中的每一個經由所述第一總線連接至所述主機架。
13.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述從機架包括位于其中的保護電路，所述從電池管理系統(tǒng)基于所述保護電路中的開關的狀態(tài)確定所述第二電池機架的狀態(tài)。
14.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中所述從機架包括位于其中的保護電路，所述保護電路包括將關于所述第二電池機架的狀態(tài)的中間信息提供給所述從電池管理系統(tǒng)的至少一個開關。
15.根據權利要求14所述的電池系統(tǒng)，其中所述從機架包括多個托盤，所述托盤連接至所述保護電路。
16.根據權利要求14所述的電池系統(tǒng)，其中所述從電池管理系統(tǒng)被配置為檢測所述第二電池機架中的異常狀況，并且所述從電池管理系統(tǒng)被配置為在檢測到所述異常狀況時經由所述保護電路切斷向所述第二電池機架的供電。
17.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng),其中: 所述從機架是多個從機架中的一個，并且 所述主機架被配置為向外部連接的集成控制器傳送所述多個從機架中任何一個從機架的故障信息。
18.根據權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其中: 所述從機架是多個從機架中的一個， 所述多個從機架包括多個從電池管理系統(tǒng)和多個第二電池機架， 所述多個從電池管理系統(tǒng)基于來自所述主電池管理系統(tǒng)的所述命令將所述多個第二電池機架的狀態(tài)分別設置為接通狀態(tài)并且用信號通知狀態(tài)的設置，以及 當所述多個從電池管理系統(tǒng)中的每一個指示所述多個第二電池機架的狀態(tài)的設置已成功時，所述第一電池機架的狀態(tài)被設置為接通狀態(tài)。
19.一種能量存儲系統(tǒng)，包括 如權利要求1-6、8-10、12-16和18中任一項所述的電池系統(tǒng)，以及 包括集成控制器的電力變換系統(tǒng)，所述集成控制器連接至所述電池系統(tǒng)、外部電力產生系統(tǒng)、外部電網和外部負載。
20.根據權利要求19所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，在所述電池系統(tǒng)中，所述主電池管理系統(tǒng)基于來自所述集成控制器的另一命令向所述從電池管理系統(tǒng)提供所述命令。
【文檔編號】H02J7/34GK103683374SQ201310336850
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權日:2012年9月14日
【發(fā)明者】尹韓碩 申請人:三星Sdi株式會社