本技術(shù)屬于電源,尤其涉及一種儲能系統(tǒng)和電源裝置。
背景技術(shù):
1、相關(guān)的儲能系統(tǒng)包括多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的電池包(或稱電箱),其短路保護方式為在儲能系統(tǒng)的正極或儲能系統(tǒng)的負極設(shè)置熔斷器,或者在各個電池包的內(nèi)部設(shè)置熔斷器,這兩種方式僅能在儲能系統(tǒng)的正極和儲能系統(tǒng)的負極出現(xiàn)短路的情況下,降低電池燃燒爆炸等嚴重的安全故障的可能性,而在出現(xiàn)跨電箱的雙點絕緣失效,即在兩個電箱中分別發(fā)生絕緣失效時,電壓差高,短路電流極大,易引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸等嚴重的安全問題。針對該缺陷,目前采用均壓鏈固定各電池包殼體的電位,解決等電位連接時多個電池包絕緣失效會引起電池短路的問題。
2、導入均壓鏈后,絕緣檢測使用國標法檢測電路,將絕緣監(jiān)測板(insulationmonitoring?module,imm)接到電池系統(tǒng)的總正、總負和均壓鏈中點,切換檢測電路的開關(guān)以計算總正-中點、總負-中點的絕緣電阻,要求能檢測到所有位置電池包發(fā)生的絕緣失效。然而,在實測中,靠近兩端的電池包中的電芯絕緣失效時,引起的絕緣電阻降幅較低,檢測精度不足的絕緣監(jiān)測板難以檢測到這種情況下的絕緣電阻降幅,容易引起安全隱患。另外,檢測精度不足的絕緣監(jiān)測板在有外界干擾時,亦存在可能不到絕緣電阻變化的情況。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述問題,本技術(shù)提供一種儲能系統(tǒng)和電源裝置,旨在解決相關(guān)的儲能系統(tǒng)存在絕緣監(jiān)測精度不足,有外界干擾時可能識別不到絕緣電阻變化的問題。
2、第一方面,本技術(shù)實施例提供了一種儲能系統(tǒng),包括總正線路、總負線路、以及連接在總正線路和總負線路之間的電池模塊,儲能系統(tǒng)被配置為通過總正線路和總負線路從電池模塊輸出電能,和/或,儲能系統(tǒng)被配置為通過總正線路和總負線路向電池模塊輸入電能;電池模塊包括串聯(lián)的多個電池組件;儲能系統(tǒng)還包括:
3、多個支撐件,各電池組件通過各支撐件一一對應(yīng)支撐,各電池組件與各支撐件絕緣設(shè)置,支撐件之間設(shè)置有形成串聯(lián)連接的第一保護組件,串聯(lián)連接的第一保護組件形成k個節(jié)點,k個節(jié)點包括k-2個串聯(lián)節(jié)點和分別位于k-2個串聯(lián)節(jié)點兩端的第一端節(jié)點、第二端節(jié)點,其中k為正整數(shù),且k≥3;
4、絕緣檢測電路,絕緣檢測電路的第一端與總正線路連接,絕緣檢測電路的第二端與總負線路連接,絕緣檢測電路的接地端用于連接至任一節(jié)點,絕緣檢測電路被配置為檢測儲能系統(tǒng)的絕緣參數(shù)。
5、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,由于電池組件與支撐件絕緣設(shè)置,保護組件串接在相鄰的兩個支撐件之間,從而在出現(xiàn)一個以上的支撐件的絕緣失效的情況下,絕緣失效的兩個支撐件之間基于一個或多個保護組件的保護作用,避免絕緣失效的兩個支撐件之間短路,降低了引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸的可能性;另外,絕緣檢測電路可以切換接通靠近總正線路或靠近總負線路的節(jié)點,則串聯(lián)的電池組件中即使在靠近總正線路或靠近總負線路的電池組件(即兩端的電池組件)的電芯絕緣失效時,能夠準確的檢測到儲能系統(tǒng)絕緣參數(shù)的變化,如此,所有位置的電芯發(fā)生絕緣失效都能被檢測到,改善了兩端的電池組件的電芯絕緣失效時,引起的絕緣電阻降幅低,導致絕緣監(jiān)測精度不足的問題;并且,由于絕緣監(jiān)測的精度提高,即使有外界干擾時,也能識別到絕緣電阻的變化。
6、在一些實施例中,k個節(jié)點包括k-2個串聯(lián)節(jié)點和分別位于k-2個串聯(lián)節(jié)點兩端的第一端節(jié)點、第二端節(jié)點,絕緣檢測電路的接地端用于至少與k-2個串聯(lián)節(jié)點中靠近總正線路的第一節(jié)點、靠近總負線路的第二節(jié)點以及位于導電通路中間的第三節(jié)點擇一接通。
7、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,絕緣檢測電路可以切換接通靠近總正線路或靠近總負線路的第一節(jié)點、第二節(jié)點,則串聯(lián)的電池組件中即使在靠近總正線路或靠近總負線路的電池組件(即兩端的電池組件)的電芯絕緣失效時,能夠準確的檢測到儲能系統(tǒng)絕緣參數(shù)的變化,如此,所有位置的電芯發(fā)生絕緣失效都能被檢測到,改善了兩端的電池組件的電芯絕緣失效時,引起的絕緣電阻降幅低,導致絕緣監(jiān)測精度不足的問題;并且,由于絕緣監(jiān)測的精度提高,即使有外界干擾時,也能識別到絕緣電阻的變化。
8、在一些實施例中,絕緣檢測電路包括開關(guān)組件,開關(guān)組件的第一端和i個第二端,第一端連接接地端,i個第二端與第一端擇一導通,i個第二端包括第一端子、第二端子、第三端子,第一端子、第二端子、第三端子分別與第一節(jié)點、第二節(jié)點、第三節(jié)點一一對應(yīng)連接,其中,3≤i≤k。
9、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,通過開關(guān)組件來切換絕緣檢測電路與導電通路的連接位置,在任一電池組件的電芯絕緣失效時,都能夠準確的檢測到儲能系統(tǒng)絕緣參數(shù)的變化,提高絕緣監(jiān)測的精度。
10、在一些實施例中,開關(guān)組件包括i個開關(guān)器件,i個開關(guān)器件的第一端共接并構(gòu)成開關(guān)組件的第一端,i個開關(guān)器件的第二端分別構(gòu)成i個第二端。
11、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供一種開關(guān)組件采用多個開關(guān)器件的實現(xiàn)方式,其中,開關(guān)器件例如是半導體晶體管、繼電器等電子開關(guān)。
12、在一些實施例中,開關(guān)組件還包括動觸頭,動觸頭的一端與開關(guān)組件的第一端連接,動觸頭的另一端的用于與i個第二端擇一接通。
13、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供一種開關(guān)組件采用一種具有單刀多擲多個功能的電子開關(guān)的實現(xiàn)方式。
14、在一些實施例中,i個第二端還包括至少一個第四端子,第四端子與第四節(jié)點連接,第四節(jié)點為k-2個串聯(lián)節(jié)點中第一節(jié)點與第三節(jié)點之間的節(jié)點。
15、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,開關(guān)組件還設(shè)置有與在k個節(jié)點中的第一節(jié)點與第三節(jié)點之間的第四節(jié)點接通的第四端子,在電池組件串聯(lián)的數(shù)量較多的情況下,能夠進一步提高絕緣監(jiān)測的精度。
16、在一些實施例中,i個第二端還包括至少一個第五端子,第五端子與第五節(jié)點連接,第五節(jié)點為k-2個串聯(lián)節(jié)點中第二節(jié)點與第三節(jié)點之間的節(jié)點。
17、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,開關(guān)組件還設(shè)置有與在k個節(jié)點中的第二節(jié)點與第三節(jié)點之間的第五節(jié)點接通的第五端子,在電池組件串聯(lián)的數(shù)量較多的情況下,能夠進一步提高絕緣監(jiān)測的精度。
18、在一些實施例中,絕緣檢測電路還包括第一檢測開關(guān)、第二檢測開關(guān)、第一參考電阻和第二參考電阻;
19、第一參考電阻和第一檢測開關(guān)串聯(lián)在絕緣檢測電路的第一端與接地端之間;
20、第二參考電阻和第二檢測開關(guān)串聯(lián)在絕緣檢測電路的第二端與接地端之間。
21、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了一種儲能系統(tǒng)的絕緣參數(shù)的檢測拓撲,利用檢測開關(guān)控制參考電阻的接入到儲能系統(tǒng)中,并通過檢測參考電阻上的相關(guān)電參數(shù)來計算儲能系統(tǒng)的絕緣參數(shù)。
22、在一些實施例中,絕緣檢測電路還包括第三參考電阻、第四參考電阻、第五參考電阻和第六參考電阻;
23、第三參考電阻、第四參考電阻串聯(lián)在絕緣檢測電路的第一端與接地端之間;
24、第五參考電阻、第六參考電阻串聯(lián)在絕緣檢測電路的第二端與接地端之間。
25、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了另一種儲能系統(tǒng)的絕緣參數(shù)的檢測拓撲,利用檢測開關(guān)控制參考電阻的接入到儲能系統(tǒng)中,并通過檢測參考電阻上的相關(guān)電參數(shù)來計算儲能系統(tǒng)的絕緣參數(shù)。
26、在一些實施例中,第一保護組件的數(shù)量≤k,k個節(jié)點中的任意兩個相鄰節(jié)點之間串聯(lián)連接有至多一個第一保護組件。
27、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,可以每隔0個至多個支撐件設(shè)置第一保護組件用作限流,提高了第一限流保護組件配置的靈活性。
28、在一些實施例中,k個節(jié)點形成k-1個子通路,每隔m個子通路設(shè)置有一個目標子通路,目標子通路串聯(lián)連接有第一保護組件,m為自然數(shù)。
29、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,可以每隔0個至多個子通路設(shè)置第一保護組件,提高了第一保護組件配置的靈活性。
30、在一些實施例中,包括k-1個第一保護組件,k個節(jié)點形成的k-1個子通路,k-1個第一保護組件分別串聯(lián)在k-1個子通路上。
31、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,每個相鄰的支撐件之間均設(shè)置有第一保護組件,任意支撐件/電芯發(fā)生絕緣失效的情況下,均有一個第一保護組件用于短路保護,進一步降低了引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸的可能性。
32、在一些實施例中,第一節(jié)點為k-2個串聯(lián)節(jié)點中的第1個串聯(lián)節(jié)點或第2個串聯(lián)節(jié)點,第二節(jié)點為k-2個串聯(lián)節(jié)點中的第k-2個串聯(lián)節(jié)點或第k-3個串聯(lián)節(jié)點。
33、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了檢測靠近總正線路或靠近總負線路的電池組件的電芯絕緣失效時,絕緣檢測電路能夠檢測絕緣參數(shù)變化的具體接通位置。
34、在一些實施例中,包括m個電池組件、n個支撐件,n個支撐件中的k個支撐件分別通過k個支路連接到k個節(jié)點,其中,m≥n≥k。
35、在一些實施例中,儲能系統(tǒng)還包括兩個第二保護組件;第1個電池組件的正極與總正線路連接,第m個電池組件的負極與第n個支撐件連接;
36、k個支路中的第1個支路連接到第一端節(jié)點與總正線路之間連接兩個第二保護組件中的一個,以及k個支路中的第k個支路連接到第二端節(jié)點與總負線路之間連接兩個第二保護組件中的另一個。
37、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,通過第1個支撐件與總正線路之間以及第k個支撐件與總負線路之間均分別串聯(lián)連接一個第二保護組件,在第1個支撐件和/或第k個支撐件發(fā)生絕緣失效的情況下,均有一個第二保護組件抑制短路電流,進一步降低了引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸的可能性。
38、在一些實施例中,第一節(jié)點、第二節(jié)點分別為兩個端節(jié)點。
39、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了檢測靠近總正線路或靠近總負線路的電池組件的電芯絕緣失效時,絕緣檢測電路能夠檢測絕緣參數(shù)變化的具體接通位置。
40、在一些實施例中,各個第一保護組件的阻值均為第一預(yù)設(shè)阻值,兩個第二保護組件的阻值相等,且大于或等于第一預(yù)設(shè)阻值,或第二保護組件的阻值為第一預(yù)設(shè)阻值的一半。
41、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,各個相鄰的支撐件之間的壓差相等,在一個以上支撐件中發(fā)生絕緣失效的情況下,提高了一個或多個第一保護組件的限流作用的穩(wěn)定性,進一步降低了引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸的可能性。其中,將第二保護組件的阻值為第一預(yù)設(shè)阻值的一半,有利于各個相鄰的支撐件之間的均壓配置;而將第二保護組件的阻值設(shè)置為大于或等于第一預(yù)設(shè)阻值,有利于絕緣檢測,使絕緣失效能更靈敏地被發(fā)現(xiàn)。
42、在一些實施例中,第二保護組件的阻值為第一預(yù)設(shè)阻值的1.5倍以上。
43、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了一些第二保護組件的阻值與第一保護組件的阻值的關(guān)系,有利于絕緣檢測,使絕緣失效能更靈敏地被發(fā)現(xiàn)。
44、在一些實施例中,還包括第三保護組件,k個支路中至少一個支路上串聯(lián)有第三保護組件。
45、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,第三保護組件設(shè)置在k個支路上,在出現(xiàn)一個以上支撐件的絕緣失效的情況下,用于短路保護,降低了引發(fā)高壓打火和電池燃燒爆炸的可能性的同時,接線更加靈活。
46、在一些實施例中,還包括第一均壓組件和第二均壓組件,第一均壓組件和第二均壓組件串聯(lián)在總正線路與總負線路之間,第一均壓組件和第二均壓組件的串聯(lián)節(jié)點連接于電平臺。
47、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,提供了一種儲能系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu),兩個均壓組件用于設(shè)置參考電位。
48、儲能系統(tǒng)還包括第一支撐設(shè)備,第一支撐設(shè)備用于支撐各支撐件;
49、總負線路與第一支撐設(shè)備共接于電平臺;或者
50、總正線路與第一支撐設(shè)備共接于電平臺;或者
51、任意一個支撐件與第一支撐設(shè)備共接于電平臺。
52、本技術(shù)實施例的技術(shù)方案中,總負線路與第一支撐設(shè)備共接于電平臺;或者由于總正線路與第一支撐設(shè)備共接于電平臺;或者任意一個支撐件與第一支撐設(shè)備共接于電平臺;可以使得各個支撐件的電位固定,電位不再虛浮,降低了某些暫態(tài)下作用于絕緣上電應(yīng)力超過其安全限值的可能性,即降低了絕緣失效的風險。
53、在一些實施例中,當k為偶數(shù)時,第k/2和/或k/2+1個節(jié)點為第三節(jié)點;當k為奇數(shù)時,第(k+1)/2個節(jié)點為第三節(jié)點。
54、第二方面,本技術(shù)實施例提供了一種電源裝置,電源裝置包括如上述的儲能系統(tǒng)。
55、上述說明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段,而可依照說明書的內(nèi)容予以實施,并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂,以下特舉本技術(shù)的具體實施方式。