專利名稱：電池管理裝置、電池組、以及能量存儲系統(tǒng)的制作方法
電池管理裝置、電池組、以及能量存儲系統(tǒng)
對相關(guān)申請的交叉引用
本發(fā)明要求2011年9月20日向美國專利和商標(biāo)局提交的臨時(shí)申請 No. 61/536，791的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容合并于此。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及電池管理裝置、使用該電池管理裝置的電池組、以及使用該電池 組的能量存儲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于環(huán)境破壞、資源耗盡等問題，越來越需要能夠高效使用存儲的電力的系統(tǒng)。此 夕卜，越來越需要在發(fā)電期間不引起污染的可再生能源。能量存儲系統(tǒng)是連接可再生能源、電 力存儲電池、以及來自電網(wǎng)的現(xiàn)有電力的系統(tǒng)，并且已經(jīng)進(jìn)行許多研究以順應(yīng)環(huán)境變化。
在該背景技術(shù)部分中公開的以上信息僅僅用于增強(qiáng)對發(fā)明背景的理解，因而其可 以包含不形成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明以試圖提供電池管理裝置、使用該電池管理裝置的電池組、以及使用 該電池組的能量存儲系統(tǒng)。
本發(fā)明的示范性實(shí)施例提供一種能量存儲系統(tǒng)，包括多個(gè)托盤，每個(gè)托盤具有多 個(gè)電池單元；第一電池管理系統(tǒng)(BMS)，電耦接到多個(gè)托盤的一個(gè)；支架，包含多個(gè)托盤；以 及第二 BMS，電耦接到并且控制第一 BMS。第一 BMS進(jìn)一步包括控制單元，電耦接到并且控 制多個(gè)電池單元；以及開關(guān)單元，電耦接到控制單元，并且根據(jù)來自第二 BMS的控制信號選 擇性地施加驅(qū)動電力。
該能量存儲系統(tǒng)還包括第一變換器，變換驅(qū)動電源并且輸出第一變換信號;第 二變換器，變換電池電力并且輸出第二變換信號；以及AND門，電耦接到第一變換器和第二 變換器。當(dāng)?shù)谝蛔儞Q信號和第二變換信號二者超過預(yù)定信號電平時(shí)，AND門發(fā)送驅(qū)動信號 給控制單元。
該能量存儲系統(tǒng)的第一 BMS進(jìn)一步包括多個(gè)第一 BMS ;同步信號傳遞單元，連接 到多個(gè)第一 BMS的鄰近的第一 BMS以傳遞同步信號，其中，將同步信號從第二 BMS發(fā)送到多 個(gè)第一 BMS之一，并且以級聯(lián)方式從多個(gè)第一 BMS的所述一個(gè)第一 BMS發(fā)送到多個(gè)第一 BMS 的另一個(gè)第一 BMS ;托盤開/關(guān)單元，連接到同步信號傳遞單元；第一 DC/DC變換器，連接到 托盤開/關(guān)單元；第二 DC/DC轉(zhuǎn)化器，連接到模擬前端(AFE);微控制器(MCU)開/關(guān)單元， 連接到第一和第二 DC/DC變換器；第三DC/DC變換器，連接到MCU開/關(guān)單元；MCU，連接到 同步信號傳遞單元和第三DC/DC單元；以及通信驅(qū)動單元，連接到MCU和支架BMS。
該能量存儲系統(tǒng)進(jìn)一步包括AND門，電耦接到第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變 換器，其中，當(dāng)來自第一 DC/DC變換器的第一變換信號和來自第二 DC/DC變換器的第二變換信號二者超過預(yù)定信號電平時(shí)，AND門發(fā)送驅(qū)動信號給控制單元。
在該能量存儲系統(tǒng)中，多個(gè)電池單元從發(fā)電系統(tǒng)接收電力，或者向電網(wǎng)或向負(fù)載供應(yīng)電力。
該能量存儲系統(tǒng)還包括電力變換系統(tǒng)，連接到電池組和發(fā)電系統(tǒng)以便變換來自發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)或多個(gè)電池組的電力，并且將電力供應(yīng)給負(fù)載；第一開關(guān)，連接到電力變換系統(tǒng)并且連接到負(fù)載；以及第二開關(guān)，串聯(lián)連接到第一開關(guān)并且連接到電力變換系統(tǒng)、電網(wǎng)和負(fù)載。當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給負(fù)載時(shí)，或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給電池組時(shí)，接通第一開關(guān)。當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池組的電力被供應(yīng)給電網(wǎng)時(shí)，或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給負(fù)載和/或多個(gè)電池組時(shí)，接通第二開關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生電力故障時(shí)，切斷第二開關(guān)并且接通第一開關(guān)。
在該能量存儲系統(tǒng)中，當(dāng)同步信號被設(shè)置為第一電平時(shí)，托盤開/關(guān)單元傳遞驅(qū)動電力給第一 DC/DC變換器，當(dāng)同步信號被設(shè)置為不同于第一電平的第二電平時(shí)，托盤開/ 關(guān)單元不傳遞驅(qū)動電力給第一 DC/DC變換器。
支架BMS基于托盤開/關(guān)單元是否傳遞驅(qū)動電力來確定第一托盤BMS到第η托盤 BMS是否工作。
第一 DC/DC變換器接收經(jīng)由托盤開/關(guān)單元傳遞的驅(qū)動電力，調(diào)整驅(qū)動電力的電壓電平，并且將驅(qū)動電力輸入到MCU開/關(guān)單元。
模擬前端(AFE)監(jiān)視第一電池托盤到第η電池托盤的電壓、電流、溫度、剩余電量、 以及充電狀態(tài)，并且將監(jiān)視數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU。
AFE將從第一電池托盤到第η電池托盤輸出的電流傳遞給第二 DC/DC變換器，當(dāng)接收到輸出電流時(shí)，第二 DC/DC變換器將電流輸出給MCU。
在該能量存儲系統(tǒng)中，當(dāng)MCU開/關(guān)單元從第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器兩者接收到電力時(shí)，MC U開/關(guān)單元將從第一 DC/DC變換器或第二 DC/DC變換器接收的電力輸入到第三DC/DC變換器。
本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例詳細(xì)說明一種電池系統(tǒng)，包括電池支架，存儲來自多個(gè)發(fā)電單元和電網(wǎng)的至少之一的電力，該電池支架包括第一電池托盤到第η電池托盤， 串聯(lián)或并聯(lián)連接；以及第一 BMS (電池管理系統(tǒng))，包括第一托盤BMS (電池管理系統(tǒng))到第 η托盤BMS (電池管理系統(tǒng))，分別連接到并且對應(yīng)于第一電池托盤到第η電池托盤；以及第二電池管理系統(tǒng)(BMS)，通過監(jiān)視電池支架的數(shù)據(jù)并且發(fā)送電力控制信號來控制電池支架的操作，其中，響應(yīng)于來自第二 BMS的電力控制信號(PCS)觸發(fā)第一 BMS。
該電池系統(tǒng)還包括第一變換器，變換驅(qū)動電力并且輸出第一變換信號；第二變換器，變換電池電力并且輸出第二變換信號；以及AND門，電耦接到第一變換器和第二變換器。當(dāng)?shù)谝蛔儞Q信號和第二變換信號兩者超過預(yù)定信號電平時(shí)，AND門將驅(qū)動信號發(fā)送給控制單元。
第一 BMS還包括多個(gè)第一 BMS ;同步信號傳遞單元，連接到多個(gè)第一 BMS的鄰近的第一 BMS以傳遞同步信號，其中，將同步信號從第二 BMS發(fā)送給多個(gè)第一 BMS之一，并且以級聯(lián)方式從多個(gè)第一 BMS的所述一個(gè)第一 BMS發(fā)送到多個(gè)BMS的另一個(gè)第一 BMS ;托盤開 /關(guān)單元，連接到同步信號傳遞單元；第一 DC/DC變換器，連接到托盤開/關(guān)單元；第二 DC/ DC變換器，連接到第一和第二 DC/DC變換器；第三DC/DC變換器，連接到微控制器(MCU)開/關(guān)單元；MCU，連接到同步信號傳遞單元和第三DC/DC變換器；以及通信驅(qū)動單元，連接到 MCU和支架BMS。
在節(jié)能模式下，響應(yīng)于被施加到支架BMS的PCS，將第一托盤BMS到第η托盤BMS 停用以減小能耗。
本發(fā)明的另一方面在于，僅停用第一托盤BMS到第η托盤BMS同時(shí)保持激活支架 BMS，以便減小能耗同時(shí)維持電池組的基本功能。
本發(fā)明的另一實(shí)施例描述能夠電連接到電力變換系統(tǒng)的電池系統(tǒng)。該電池系統(tǒng)包括電池支架，存儲來自發(fā)電單元和電網(wǎng)的至少之一的電力，該電池支架包括第一電池托盤到第η電池托盤，串聯(lián)或并聯(lián)連接；以及第一 BMS，包括第一托盤BMS到第η托盤BMS，分別連接到并且對應(yīng)于第一電池托盤到第η電池托盤；以及第二電池管理系統(tǒng)(BMS)，能夠連接到電力變換系統(tǒng)以通過監(jiān)視電池支架的數(shù)據(jù)并且發(fā)送電力控制信號來控制電池支架的操作，其中，響應(yīng)于來自第二 BMS的電力控制信號(PCS)觸發(fā)第一 BMS。
該電池系統(tǒng)在能量存儲系統(tǒng)中使用，而且該能量存儲系統(tǒng)包括電力變換系統(tǒng)，連接到電池支架和發(fā)電系統(tǒng)以變換來自發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)或電池支架的電力，并且供應(yīng)電力給負(fù)載；第一開關(guān)，連接到電力變換系統(tǒng)并且連接到負(fù)載；以及第二開關(guān)，串聯(lián)連接到第一開關(guān)并且連接到電力變換系統(tǒng)、電網(wǎng)以及負(fù)載。當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給負(fù)載時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給電池組時(shí)，接通第一開關(guān)。當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給電網(wǎng)時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給負(fù)載和/ 或多個(gè)電池單元時(shí)，接通第二開關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)電力故障時(shí)，切斷第二開關(guān)并且接通第一開關(guān)。
該電池系統(tǒng)還包括第一變換器，變換驅(qū)動電力并且輸出第一變換信號；第二變換器，變換電池電力并且輸出第二變換信號；以及AND門，電耦接到第一變換器和第二變換器。當(dāng)?shù)谝蛔儞Q信號和第二變換信號二者超過預(yù)定信號電平時(shí)，AND門將驅(qū)動信號發(fā)送給控制單元。


通過結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)描述，本發(fā)明及其許多附加優(yōu)點(diǎn)將變得易于理解和顯而易見，其中類似的引用符號 指示相同或類似的組件，其中
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量存儲系統(tǒng)的配置的圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池組的配置的圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池支架的配置的圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第k電池托盤和第k托盤電池管理系統(tǒng)(BMS) 的結(jié)構(gòu)的圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的同步信號傳遞的圖；以及
圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第k托盤BMS的開/關(guān)控制的圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的示范性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)當(dāng)被解讀為限于這里闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例以使得本公開將是徹底和完全的，并且將本發(fā)明的構(gòu)思完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員。同時(shí)，這里記載的所有示例和條件語言應(yīng)當(dāng)被解讀為不限于這樣具體記載的示例 和條件。說明書全文中，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式，除非有與其相反的特定描述。此外， 諸如“包括”或“包含”的術(shù)語被用于規(guī)定存在記載的形式、數(shù)、過程、操作、組件、和/或其群 組，但不排除存在一個(gè)或多個(gè)其他的記載的形式、一個(gè)或多個(gè)其他的數(shù)、一個(gè)或多個(gè)其他的 過程、一個(gè)或多個(gè)其他的操作、一個(gè)或多個(gè)其他的組件和/或其群組。雖然使用術(shù)語“第一” 和“第二”描述各種組件，但是顯然所述組件不限于術(shù)語“第一”和“第二”。術(shù)語“第一”和 “第二”僅僅用于在每個(gè)組件之間進(jìn)行區(qū)分。
認(rèn)識到，附圖中示出的組成部件的尺寸和厚度被任意給出以便更好理解和易于描 述，本發(fā)明不限于圖示的尺寸和厚度。
附圖中，為清楚起見，夸大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。說明書全文中類似的引 用數(shù)字指代類似的元件。不難理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域、或襯底的元件被稱為在其他元件之 上時(shí)，其可以直接在其他元件之上，或者還可以存在中間元件。替換地，當(dāng)元件被稱為直接 在其他元件之上時(shí)，不存在中間元件。
為了澄清本發(fā)明，從說明書中略去與描述無關(guān)的元件，而且說明書全文中類似的 引用數(shù)字指代類似的元件。
在幾個(gè)示范性實(shí)施例中，使用相同的引用數(shù)字在第一示范性實(shí)施例中代表性地描 述具有相同配置的組成元件，而且在其他實(shí)施例中將僅描述除了在第一示范性實(shí)施例中描 述的組成元件之外的組成元件。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量存儲系統(tǒng)的配置的參照圖1，根據(jù)本實(shí)施例的能量存儲系統(tǒng)I與發(fā)電系統(tǒng)2和電網(wǎng)3聯(lián)合向負(fù)載4供 應(yīng)電力。
發(fā)電系統(tǒng)2是通過使用能源發(fā)電的系統(tǒng)，并且將產(chǎn)生的電力供應(yīng)給能量存儲系統(tǒng) I。發(fā)電系統(tǒng)2可以是太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、潮汐發(fā)電系統(tǒng)等。然而，發(fā)電系統(tǒng)2 的示例不限于此，因而，發(fā)電系統(tǒng)2可以包括通過使用包括太陽能熱、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā) 電的發(fā)電系統(tǒng)。例如，通過使用太陽光線產(chǎn)生電力的太陽能單元很容易安裝在住宅或工廠 中，因而太陽能單元可以應(yīng)用于能量存儲系統(tǒng)I，其可以分布在每個(gè)住宅中。發(fā)電系統(tǒng)2包 括彼此并聯(lián)排列的多個(gè)發(fā)電模塊，并且經(jīng)由每個(gè)發(fā)電模塊發(fā)電，以使得發(fā)電系統(tǒng)2可以是 大容量能源系統(tǒng)。
電網(wǎng)3包括發(fā)電站、變電站、電力傳輸線等。當(dāng)電網(wǎng)3處于正常狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)3向 能量存儲系統(tǒng)I供應(yīng)電力，以便允許向負(fù)載4和/或電池組20供應(yīng)電力，并且從能量存儲 系統(tǒng)I接收電力。當(dāng)電網(wǎng)處于非正常狀態(tài)時(shí)，停止從電網(wǎng)3到能量存儲系統(tǒng)I的電力供應(yīng)， 并且從能量存儲系統(tǒng)I到電網(wǎng)3的電力供應(yīng)也被停止。
負(fù)載4消耗發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力、存儲在電池組20中的電力、或從電網(wǎng)3供應(yīng) 的電力。負(fù)載4的示例包括住宅、工廠等。
能量存儲系統(tǒng)I可以在電池組20中存儲由發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力，或者可以向電網(wǎng) 3供應(yīng)電力。此外，能量存儲系統(tǒng)I可以將存儲在電池組20中的電力供應(yīng)給電網(wǎng)3，或者可 以將從電網(wǎng)3供應(yīng)的電力存儲在電池組20中。另外，當(dāng)電網(wǎng)3處于非正常狀態(tài)時(shí)，例如，當(dāng) 電網(wǎng)3發(fā)生電力故障時(shí)，能量存儲系統(tǒng)I可以執(zhí)行不間斷電源(UPS)操作，然后向負(fù)載4供應(yīng)電力。當(dāng)電網(wǎng)處于正常狀態(tài)時(shí)，能量存儲系統(tǒng)I可以將由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力或存儲 在電池組20中的電力供應(yīng)給負(fù)載4。
能量存儲系統(tǒng)I可以包括用于控制電力變換的電力變換系統(tǒng)10、電池組20、第一 開關(guān)30、以及第二開關(guān)40。
電力變換系統(tǒng)10根據(jù)要求的規(guī)范變換來自發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3和電池組20的電 力，然后將電力供應(yīng)給期望的組件。電力變換系統(tǒng)10可以包括電力變換單元11、直流(DC) 鏈路單元12、逆變器13、變換器14、以及集成控制器15。
電力變換單元11是連接在發(fā)電系統(tǒng)2與DC鏈路單元12之間的電力變換設(shè)備。電 力變換單元11可以將從發(fā)電系統(tǒng)2輸出的電壓變換為DC鏈路電壓，并且將發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn) 生的電力傳遞給DC鏈路單元12。
根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2，電力變換單元11可以被形成為電力變換電路，其可以包括變換 器、整流電路等。在發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生DC電力的情況下，電力變換單元11可以起DC/DC變換器 的作用。在發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生交流(AC)電力的情況下，電力變換單元11可以起將AC電力變 換為DC電力的整流器電路的作用。特別地，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2是太陽能發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，電力變換 單元11可以包括最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)變換器，用于執(zhí)行MPPT控制以便根據(jù)太陽能輻射 密度、溫度等的變化最大程度地獲得發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2不產(chǎn)生電力時(shí)， 電力變換單元11可以停止其操作以便減小變換器等消耗的電力。
DC鏈路電壓的電平可能由于發(fā)電系統(tǒng)2或電網(wǎng)3中的電壓瞬時(shí)下降或負(fù)載4中出 現(xiàn)峰值負(fù)載而不穩(wěn)定。然而，為了變換器14和逆變器13的正常運(yùn)行，有必要穩(wěn)定DC鏈路 電壓的電平。可以將DC鏈路單元12連接在電力變換單元11與逆變器13之間，從而保持 DC鏈路電壓的電平恒定。例如，可以使用大容量電容器作為DC鏈路單元12。
逆變器13是連接在DC鏈路單元12與第一開關(guān)30之間的電力變換設(shè)備。逆變器 13可以包括逆變器，其將從發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池組20輸出的DC鏈路電壓變換為適合于 電網(wǎng)3的AC電壓，然后輸出AC電壓。此外，為了將來自電網(wǎng)3的電力存儲在電池組3中， 逆變器13可以包括整流器電路，其整流電網(wǎng)3的AC電壓，將AC電壓變換為DC鏈路電壓， 然后輸出DC鏈路電壓。即，逆變器13可以是輸入和輸出方向可以改變的雙向逆變器。
逆變器13可以包括用于去除從電網(wǎng)輸出的AC電壓中的諧波的濾波器。此外，逆 變器13可以包括鎖相環(huán)(PLL)電路，用于將從逆變器13輸出的AC電壓的相位與從電網(wǎng)3 輸出的AC電壓的相位同步以防止出現(xiàn)無功功率。另外，逆變器13可以執(zhí)行包括限制電壓 變化范圍、改善功率因數(shù)、去除DC分量、瞬變現(xiàn)象保護(hù)等的功能。當(dāng)不使用逆變器13時(shí)，可 以停止逆變器13的操作以減小能耗。
變換器14是連接在DC鏈路單元12與電池組20之間的電力變換設(shè)備。在放電模 式下，變換器14可以包括變換器，其將存儲在電池組20中的電力的電壓DC-DC變換為DC鏈 路電壓，即，逆變器13需要的電壓電平。此外，在充電模式下，變換器14可以包括變換器， 其將從電力變換單元11或逆變器輸出的電力的電壓DC-DC變換為充電電壓，即，電池組20 需要的電壓電平。即，變換器14可以是可以改變輸入輸出方向的雙向變換器。當(dāng)沒有必要 充電或放電電池組20時(shí)，可以停止變換器14的操作以減小能耗。
集成控制器15監(jiān)視發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3、電池組20、和負(fù)載4的狀態(tài)，并且根據(jù)監(jiān)視 結(jié)果控制電力變換單元11、逆變器13、變換器14、電池組20、第一開關(guān)30、和第二開關(guān)的操作。集成控制器15可以監(jiān)視電網(wǎng)3中是否出現(xiàn)電力故障，發(fā)電系統(tǒng)2是否可以發(fā)電、發(fā)電的量(如果發(fā)電系統(tǒng)2可以發(fā)電)、電池組20的充電狀態(tài)、負(fù)載4的功耗、時(shí)間等。此外，在由于電網(wǎng)3中的電力故障導(dǎo)致供應(yīng)給負(fù)載4的電力不足的情況下，集成控制器15可以決定針對包括在負(fù)載4中的能耗設(shè)備的優(yōu)先權(quán)順序，然后可以控制負(fù)載4供應(yīng)電力給具有較高優(yōu)先權(quán)的能耗設(shè)備。
第一開關(guān)30和第二開關(guān)40串聯(lián)連接在逆變器13與電網(wǎng)3之間，并且根據(jù)集成控制器15的控制執(zhí)行開/關(guān)操作，以便第一開關(guān)30和第二開關(guān)40控制發(fā)電系統(tǒng)2與電網(wǎng)3 之間的電流流動。第一開關(guān)30和第二開關(guān)40可以根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3、和電池組20的狀態(tài)而被接通或斷開。
更具體地，當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池組20的電力被供應(yīng)給負(fù)載4時(shí)，或者當(dāng)來自電網(wǎng)3的電力被供應(yīng)給電池組20時(shí)，第一開關(guān)30被接通。當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)2和/或電池組20的電力被供應(yīng)給電網(wǎng)3時(shí)，或者當(dāng)來自電網(wǎng)3的電力被供應(yīng)給負(fù)載4和/或電池組20時(shí)，第二開關(guān)40被接通。
當(dāng)電網(wǎng)3中出現(xiàn)電力故障時(shí)，第二開關(guān)40可以被斷開，并且第一開關(guān)30可以被接通。即，來自發(fā)電系統(tǒng)2和/或電網(wǎng)3的電力可以被供應(yīng)給負(fù)載4，同時(shí)，可以防止供應(yīng)給負(fù)載4的電力流向電網(wǎng)3。以這種方式，通過阻止能量存儲系統(tǒng)I的運(yùn)行，可以防止正在電網(wǎng) 3的電力線上工作的工人被來自能量存儲系統(tǒng)I的電力傷害。
開關(guān)設(shè)備可以包括可以被用作第一開關(guān)30和第二開關(guān)40的能夠容忍大電流的繼pb PLP 雄電^^寸O
電池組20可以接收并存儲來自發(fā)電系統(tǒng)2和/或電網(wǎng)3的電力，并且向負(fù)載4或電網(wǎng)3供應(yīng)存儲的電力。電池 組20可以包括用于存儲電力的部件、以及控制單元。下面將參照圖2詳細(xì)描述電池組20。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池組20的配置的圖。
參照圖2，電池組20可以包括電池支架100和支架電池管理系統(tǒng)(BMS) 200。
電池支架100存儲從外部源(即，發(fā)電系統(tǒng)2和/或電網(wǎng)3)供應(yīng)的電力，并且將存儲的電力供應(yīng)給發(fā)電系統(tǒng)2和/或電網(wǎng)3。電池支架100可以包括多個(gè)子單元，將參照圖3 詳細(xì)描述。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池支架100的配置的圖。
參照圖3，電池支架100可以包括第一電池托盤110-1到第η電池托盤110_n，它們是串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的子單元。第一電池托盤110-1到第η電池托盤110-η的每一個(gè)可以包括多個(gè)電池單元作為子單元?？梢允褂枚喾N可充電蓄電池之一作為電池單元。例如， 可以用作電池單元的各種蓄電池包括鎳鎘電池、鉛電池、鎳氫(NiMH)電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等。
電池支架100可以根據(jù)在第一電池托盤110-1到第η電池托盤110_η之間的連接而調(diào)整以輸出期望的電力，并且可以通過使用正輸出端R+和負(fù)輸出端R-輸出電力。
此外，電池組100可以包括多個(gè)第一 BMS。多個(gè)第一 BMS可以包括分別對應(yīng)于第一電池托盤110-1到第η電池托盤110-η的第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120_η。響應(yīng)于從第二 BMS (例如，BMS 200)輸入的電力控制信號PCS，可以觸發(fā)第一托盤BMS120-1到第η托盤BMS 120-η。根據(jù)本實(shí)施例，可以以串聯(lián)方式將響應(yīng)于電力控制信號PCS產(chǎn)生的同步信號Ss傳遞給第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η,以使得第一托盤BMS120-1 到第η托盤BMS 102-η被激活從而運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在節(jié)能模式下，在支架BMS 200運(yùn)行的同時(shí)，響應(yīng)于被施加到支架BMS 200的電力控制信號PCS，可以停用第一托盤BMS 120-1到第η托盤 BMS 120-η，以使得顯著降低電池組20的能耗。在電池組20中，由于第一托盤BMS 120-1 到第η托盤BMS 120-η的數(shù)量大，第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120_η需要高能耗， 通過停用第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120_η可以顯著降低能耗。
此外，在激活支架BMS 200的同時(shí)僅停用第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η,以便可以在維持電池組20的基本功能的同時(shí)顯著降低電池組20的能耗。例如，在節(jié)能模式下，在電池組20執(zhí)行支架BMS 200與集成控制器15之間的信號交換的同時(shí)，電池組20停用第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η,而電池組20僅僅當(dāng)它們有必要運(yùn)行時(shí)才激活第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120_η。通過這樣做，可以顯著降低電池組 20的能耗。
第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η分別監(jiān)視第一電池托盤110-1到第η 電池托盤110-η的電壓、電流、溫度等。可以將第一托盤BMS120-1到第η托盤BMS 120-η 監(jiān)視的結(jié)果發(fā)送給支架BMS 200。
回來參照圖2，支架BMS 200可以連接到電池支架100，并且控制電池支架100的充電和放電操作。此外，支架BMS 200可以執(zhí)行過充電保護(hù)功能、過放電保護(hù)功能、過電流保護(hù)功能、過電壓保護(hù)功能、過熱保護(hù)功能、單元平衡功能等。為此，支架BMS 200發(fā)送電力控制信號PCS給電池組100，并且從電池支架100的第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η的每一個(gè)接收關(guān)于電壓、電流、溫度、剩余電量、壽命、充電狀態(tài)等的監(jiān)視數(shù)據(jù)Dm。此外，支架BMS 200可以將監(jiān)視數(shù)據(jù)Dm應(yīng)用于集成控制器15，并且可以從集成控 制器15接收關(guān)于電池支架100的控制的命令。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第k電池托盤110-k和第k托盤BMS120_k的結(jié)構(gòu)的圖。這里，k是大于O且小于等于η的整數(shù)。根據(jù)本實(shí)施例，第k電池托盤110-k指示第一電池托盤110-1到第η電池托盤110-η的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)，第k托盤BMS 120_k指示第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS120_n的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)。
第k電池托盤110-k可以包括彼此串聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電池單元。如上所述，可以通過使用各種可充電蓄電池之一來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)電池單元。
第k托盤BMS 120-k可以包括一個(gè)或多個(gè)模擬前端(AFE)410a和410b、同步信號傳遞單元415、托盤開/關(guān)單元420、第一 DC/DC變換器425、第二 DC/DC變換器430、MCU開 /關(guān)單元435、第三DC/DC變換器440、MCU 445、風(fēng)扇驅(qū)動單元450、以及通信驅(qū)動單元455。
同步信號傳遞單元415可以接收同步信號Ss，然后將其傳遞給MCU 445和托盤開 /關(guān)單元420。根據(jù)其中以從第η托盤BMS 120_η到第一托盤BMS120-1的方向傳遞同步信號Ss的圖3的實(shí)施例，可以從第k+Ι托盤BMS120-(k+l)輸入同步信號Ss并且可以傳遞給第k-Ι托盤BMS 120-(k-Ι)。在第k托盤BMS 120_k是第η托盤BMS 120_η的情況下，傳遞給同步信號傳遞單元415的同步信號Ss可以是從支架BMS 200輸入的電力控制信號PCS。
然而，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例不限于以從第η托盤BMS 120_η到第一托盤BMS 120-1的方向傳遞同步信號Ss的配置。相反,也可以以從第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120-η的相反方向傳遞同步信號Ss。該情況下，電力控制信號PCS可以被輸入到第一托盤BMS 120-1的同步信號傳遞單元415。
托盤開/關(guān)單元420可以接收驅(qū)動電力PIN。如果同步信號Ss具有第一電平，則托盤開/關(guān)單元420將驅(qū)動電力PIN傳遞給第一 DC/DC變換器425，如果同步信號Ss具有第二電平，則托盤開/關(guān)單元420不將驅(qū)動電力PIN傳遞給第一 DC/DC變換器425。根據(jù)托盤開/關(guān)單元420是否傳遞驅(qū)動電力PIN，決定第k托盤BMS 120_k是否工作。根據(jù)該配置，支架BMS 200可以控制是否操作第一托盤BMS 120-1到第η托盤BMS 120_η?？梢酝ㄟ^使用諸如場效應(yīng)晶體管(FET)等開關(guān)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)托盤開/關(guān)單元420。
第一 DC/DC變換器425接收經(jīng)由托盤開/關(guān)單元420傳遞的驅(qū)動電力PIN，然后首先調(diào)整驅(qū)動電力PIN的電壓電平。從第一 DC/DC變換器425輸出的電力可以被輸入到MCU 開/關(guān)單元435。
AFE 410a和410b監(jiān)視第k電池托盤110_k的電壓、電流、溫度、剩余電量、壽命、 充電狀態(tài)等。此外，AFE 410a和410b對測量的監(jiān)視數(shù)據(jù)執(zhí)行AC-DC變換，然后將測量的監(jiān)視數(shù)據(jù)傳遞給MCU 445。根據(jù)本實(shí)施例，如圖4中所示，AFE 410a和410b可以彼此串聯(lián)連接。在另一實(shí)施例中，AFE 410a和410b可以被形成為一個(gè)集成芯片(1C)。
可以將AFE 410a和410b測量的監(jiān)視數(shù)據(jù)傳遞給MCU 445?？梢愿鶕?jù)I2C方法從 AFE 410a和410b執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送。
此外，AFE 410a和410b可以根據(jù)MCU 445的控制運(yùn)行。例如，MCU445可以控制 AFE 410a和410b通過監(jiān)視第k電池托盤110_k產(chǎn)生監(jiān)視數(shù)據(jù)，或者可以控制AFE 410a和 410b執(zhí)行單元平衡操作、過電流保護(hù)操作、過熱保護(hù)操作等。
為了 MCU 445的操作，AFE 410a和410b將從第k電池托盤110_k輸出的電流傳遞到第二 DC/DC變換器430。第二 DC/DC變換器430可以對從AFE 410a和410b輸出的電流執(zhí)行DC/DC變換，并且可以將該電流輸出到MCU 445。
僅當(dāng)MCU開/關(guān)單元435從第一 DC/DC變換器425和第二 DC/DC變換器兩者接收到大于或等于預(yù)定電壓電平的電力時(shí)，MCU 435將從第一 DC/DC變換器425和/或第二 DC/ DC變換器430接收的電力輸入到第三DC/DC變換器440。MCU開/關(guān)單元435可以被形成為AND門邏輯電路。
如果從MCU開/關(guān)單元435接收到電力，則第三DC/DC變換器440根據(jù)滿足操作規(guī)范的電平對電力執(zhí)行DC/DC變換，然后將電力輸出給MCU445。
MCU開/關(guān)單元435僅當(dāng)從第一 DC/DC變換器425接收到具有預(yù)定電平的電力時(shí)將電力輸入到MCU 445，并且第一 DC/DC變換器425僅當(dāng)同步信號Ss具有第一電平時(shí)接收驅(qū)動電力PIN，以便根據(jù)從支架BMS 200輸入的電力控制信號PCS的控制決定MCU 445是否工作。
MCU 445控制第k電池托盤110_k和第k托盤BMS 120-k的操作。MCU445控制 AFE 410a和410b的操作，并且從AFE 410a和410b接收監(jiān)視數(shù)據(jù)。此外，MCU 445控制風(fēng)扇驅(qū)動單元450和通信驅(qū)動單元455的操作。
MCU 445可以經(jīng)由通信驅(qū)動單元455與支架BMS 200交換控制信號和監(jiān)視數(shù)據(jù) Dmk。例如，通信驅(qū)動單元455可以通過使用控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)通信方法在支架BMS 200 與MCU 445之間執(zhí)行通信。
風(fēng)扇驅(qū)動單元450驅(qū)動風(fēng)扇以便冷卻支架BMS 200。風(fēng)扇驅(qū)動單元450可以通過從MCU 445接收的控制信號和/或數(shù)據(jù)控制風(fēng)扇的速度。例如，風(fēng)扇驅(qū)動單元450可以根據(jù)第k電池托盤110-k的溫度調(diào)整風(fēng)扇的速度。
圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的同步信號Ss的傳遞的圖。圖5示出第η托盤 BMS 120-η的同步信號傳遞單元(以下，稱為‘第η同步信號傳遞單元415η’)、和第η-1托盤 BMS 120-(η-1)的同步信號傳遞單元(以下，稱為‘第η_1同步信號傳遞單元415 (n_l) ’)。
根據(jù)本實(shí)施例，可以經(jīng)由第一鏈CHl傳遞第一同步信號Ssl，并且經(jīng)由第二鏈CH2 傳遞第二同步信號Ss2。可以將第二同步信號Ss2輸入到布置在第η同步信號傳遞單元 415η和第η-1同步信號傳遞單元415 (η_1)的每一個(gè)中的微計(jì)算機(jī)(MICOM)。MICOM可以存儲第η同步信號傳遞單元415η和第η-1同步信號傳遞單元415 (η_1)的狀態(tài)，并且可以控制第η同步信號傳遞單元415η和第η_1同步信號傳遞單元415 (η-1)。
可以在第一鏈CHl和第二 CH2中布置光f禹(PC)以便在傳遞第一同步信號Ssl和第二同步信號Ss2時(shí)起絕緣開關(guān)的作用。
響應(yīng)于電力控制信號PCS和米樣控制信號(SCS),可以觸發(fā)經(jīng)由第一鏈CHl和第二鏈CH2傳遞第一和第二同步信號Ssl和Ss2。
圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第k托盤BMS 120-k的開/關(guān)控制的圖。
第k托盤BMS 120-k接收驅(qū)動電力PIN，允許驅(qū)動電力PIN通過第一去噪濾波器 CMFl，通過使用第一 DC/DC變換器425將驅(qū)動電力PIN變換為預(yù)定電壓電平，并且將驅(qū)動電力PIN輸入到托盤開/關(guān)單元420。
此外，經(jīng)由光耦PC將從第k+Ι托盤BMS 120-(k+Ι)或者第k_l托盤BMS120-(k_l) 接收的同步信號Ss輸入到第一開關(guān)BJT的控制端，并且第一開關(guān)BJT產(chǎn)生和輸入第一控制信號給托盤開/關(guān)單元420。第一開關(guān)BJT可以是雙極結(jié)型晶體管。該情況下，將輸入到第k托盤BMS 120-k的同步信號輸入到雙極型結(jié)型晶體管的基端。此外，在輸入到第k托盤BMS 120-k的同步信號Ss具有關(guān)于雙極結(jié)型晶體管的導(dǎo)通電平的情況下，經(jīng)由雙 極型結(jié)型晶體管的集電極輸出具有第一電平的第一控制信號以接通托盤開/關(guān)單元420。
如果第一控制信號CONl具有第一電平，則托盤開/關(guān)單元420將從第一 DC/DC變換器425接收的電力傳遞給通信驅(qū)動單元455和MCU開/關(guān)單元435。如果第一控制信號 CONl具有第二電平以切斷托盤開/關(guān)單元420，則不將電力輸入到通信驅(qū)動單元455和MCU 開/關(guān)單元435，以便可以停用通信驅(qū)動單元455和MCU 445。
從第一 DC/DC變換器425輸出的電力還被輸出給風(fēng)扇驅(qū)動單兀450。
此外，經(jīng)由光耦PC將輸入到第k托盤BMS 120-k的同步信號Ss傳遞給第k+Ι托盤 BMS 120-(k+Ι)或第 k-Ι 托盤 BMS 120-(k_l)。
將電池電壓Vbat從第k電池托盤110-k輸入到第k托盤BMS 120_k。電池電壓被第二去噪濾波器CMF2濾波，然后輸入到MCU開/關(guān)單元435。在接通托盤開/關(guān)單元420 以便從第一 DC/DC變換器425輸出電力的情況下，MCU開/關(guān)單元435將電力輸入到第三 DC/DC變換器440。第三DC/DC變換器440可以包括第3-1DC/DC變換器DC/DC 3_1，用于產(chǎn)生MCU驅(qū)動電源；以及第3-2DC/DC變換器DC/DC 3_2，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。將第三DC/DC 變換器440產(chǎn)生的MCU驅(qū)動電壓和基準(zhǔn)電壓供應(yīng)給MCU 445。
根據(jù)以上提及的配置，響應(yīng)于從支架BMS 200接收的電力控制信號PCS，控制器可以控制通信驅(qū)動單元455和MCU 445的操作，以便可以顯著降低第一托盤BMS 120-1到第 η托盤BMS 120-η的能耗。
雖然已經(jīng)參照其示范性實(shí)施例具體地示出和描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，其中可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變而不脫離由所附權(quán)利要求書限定的發(fā)明的精神和范圍。例如，參照電池組20在能量存儲系統(tǒng)I中使用的情況描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但本發(fā)明不限于所述實(shí)施例，因而包括將電池組20用于其他各種設(shè)備的各種實(shí)施例。因而 ，發(fā)明的范圍不是由說明書而是由所附權(quán)利要求來限定，而且該范圍內(nèi)的所有差異將被解讀為被包括在本發(fā)明之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能量存儲系統(tǒng)，包括 多個(gè)托盤，每個(gè)托盤具有多個(gè)電池單元； 第一電池管理系統(tǒng)BMS，電耦接到該多個(gè)托盤的至少一個(gè)托盤； 支架，包括該多個(gè)托盤；以及 第二 BMS，電耦接到并且控制第一 BMS， 其中，第一 BMS進(jìn)一步包括 控制單元，電耦接到并且控制該多個(gè)電池單元；以及 開關(guān)單元，電耦接到該控制單元，并且根據(jù)來自第二 BMS的控制信號選擇性地施加驅(qū)動電力。
2.如權(quán)利要求1所述的能量存儲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 第一變換器，變換驅(qū)動電力并且輸出第一變換信號； 第二變換器，變換電池電力并且輸出第二變換信號；以及 AND門，電耦接到第一變換器和第二變換器， 其中，當(dāng)?shù)谝蛔儞Q信號和第二變換信號大于預(yù)定信號電平時(shí)，AND門將驅(qū)動信號發(fā)送到控制單元。
3.如權(quán)利要求1所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，第一BMS進(jìn)一步包括 多個(gè)第一 BMS ； 同步信號傳遞單元，其連接到多個(gè)第一 BMS的鄰近的第一 BMS以傳遞同步信號，其中，將同步信號從第二 BMS發(fā)送到多個(gè)第一 BMS之一,并且以級聯(lián)方式從多個(gè)第一 BMS的所述一個(gè)第一 BMS送到多個(gè)第一 BMS的另一個(gè)第一 BMS ； 托盤開/關(guān)單元，其連接到同步信號傳遞單元； 第一 DC/DC變換器，其連接到托盤開/關(guān)單元； 第二 DC/DC變換器，其連接到模擬前端AFE ； 微控制器MCU開/關(guān)單元，其連接到第一和第二 DC/DC變換器； 第三DC/DC變換器，其連接到MCU開/關(guān)單元； MCU,其連接到同步信號傳遞單元和第三DC/DC變換器；以及 通信驅(qū)動單元，其連接到MCU和第二 BMS。
4.如權(quán)利要求3所述的能量存儲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 AND門，其電耦接到第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器， 其中，當(dāng)來自第一 DC/DC變換器的第一變換信號和來自第二 DC/DC變換器的第二變換信號二者大于預(yù)定信號電平時(shí)，AND門向控制單元發(fā)送驅(qū)動信號。
5.如權(quán)利要求4所述的能量存儲系統(tǒng)，多個(gè)電池單元從發(fā)電系統(tǒng)接收電力，或者向電網(wǎng)或向負(fù)載供應(yīng)電力。
6.如權(quán)利要求5所述的能量存儲系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 電力變換系統(tǒng)，其連接到多個(gè)電池單元和發(fā)電系統(tǒng)，以便變換來自發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)或多個(gè)電池單元的電力，并且向負(fù)載供應(yīng)電力； 第一開關(guān)，其連接到電力變換系統(tǒng)并且連接到負(fù)載；以及 第二開關(guān)，其串聯(lián)連接到第一開關(guān)，并且連接到電力變換系統(tǒng)、電網(wǎng)和負(fù)載， 其中，當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給負(fù)載時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給電池組時(shí)，接通第一開關(guān)， 其中，當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給電網(wǎng)時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給負(fù)載和/或多個(gè)電池單元時(shí)，接通第二開關(guān)，而且其中，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)電力故障時(shí)，切斷第二開關(guān)并接通第一開關(guān)。
7.如權(quán)利要求3所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，當(dāng)同步信號被設(shè)置為第一電平時(shí)，托盤開/關(guān)單元向第一 DC/DC變換器傳遞驅(qū)動電力，而當(dāng)同步信號被設(shè)置為不同于第一電平的第二電平時(shí)，托盤開/關(guān)單元不向第一 DC/DC變換器傳遞驅(qū)動電力。
8.如權(quán)利要求7所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，第二BMS基于托盤開/關(guān)單元是否傳遞驅(qū)動電力來確定多個(gè)第一 BMS是否工作。
9.如權(quán)利要求8所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，第一DC/DC變換器接收經(jīng)由托盤開/關(guān)單元傳遞的驅(qū)動電力，調(diào)整驅(qū)動電力的電壓電平，并將驅(qū)動電力輸入到MCU開/關(guān)單元。
10.如權(quán)利要求9所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，AFE監(jiān)視多個(gè)托盤的至少一個(gè)托盤的電壓、電流、剩余電量、以及充電狀態(tài)，并且將監(jiān)視結(jié)果發(fā)送到MCU。
11.如權(quán)利要求10所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，AFE將從多個(gè)托盤的至少一個(gè)托盤輸出的電流傳遞給第二 DC/DC變換器，并且在接收到從第二 DC/DC變換器輸出的電流時(shí)，將電流輸出給MCU。
12.如權(quán)利要求11所述的能量存儲系統(tǒng)，其中，僅當(dāng)MCU開/關(guān)單元從第一DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器兩者接收到電力時(shí)，MCU開/關(guān)單元將從第一 DC/DC變換器或第二DC/DC變換器接收的電力輸入到第三DC/DC變換器。
13.—種電池系統(tǒng),包括 電池支架，用于存儲來自發(fā)電單元或電網(wǎng)的至少之一的電力，該電池支架包括 第一電池托盤到第η電池托盤，串聯(lián)或并聯(lián)連接；以及 多個(gè)第一電池管理系統(tǒng)BMS，分別連接到并且對應(yīng)于第一電池托盤到第η電池托盤；以及 第二電池管理系統(tǒng)BMS，通過監(jiān)視電池支架的數(shù)據(jù)并且發(fā)送電力控制信號來控制電池支架的操作， 其中，響應(yīng)于來自第二 BMS的電力控制信號，觸發(fā)第一 BMS。
14.如權(quán)利要求13所述的電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 第一變換器，變換驅(qū)動電力并且輸出第一變換信號； 第二變換器，變換電池電力并且輸出第二變換信號；以及 AND門，電耦接到第一變換器和第二變換器， 其中，當(dāng)?shù)谝蛔儞Q信號和第二變換信號兩者超過預(yù)定信號電平時(shí)，將驅(qū)動信號發(fā)送給控制單元。
15.如權(quán)利要求13所述的電池系統(tǒng)，其中，多個(gè)第一BMS的每一個(gè)包括 同步信號傳遞單元，其連接到多個(gè)第一 BMS的鄰近的第一 BMS以傳遞同步信號，其中，將同步信號從第二 BMS發(fā)送給多個(gè)第一 BMS之一,并且以級聯(lián)方式從多個(gè)第一 BMS的所述一個(gè)第一 BMS發(fā)送給多個(gè)第一 BMS的另一個(gè)第一 BMS ； 托盤開/關(guān)單元，其連接到同步信號傳遞單元； 第一 DC/DC變換器，其連接到托盤開/關(guān)單元；第二 DC/DC變換器，其連接到模擬前端AFE ； 微控制器MCU開/關(guān)單元，其連接到第一和第二 DC/DC變換器； 第三DC/DC變換器，其連接到MCU開/關(guān)單元； MCU,其連接到同步信號傳遞單元和第三DC/DC變換器；以及 通信驅(qū)動單元，其連接到MCU和第二 BMS。
16.如權(quán)利要求14所述的電池系統(tǒng)，其中，在節(jié)能模式下，響應(yīng)于施加到第二BMS的PCS，停用多個(gè)第一 BMS以減小能耗。
17.如權(quán)利要求16所述的電池系統(tǒng)，其中，僅停用多個(gè)第一BMS同時(shí)保持激活第二BMS,以便減小能耗同時(shí)維持電池系統(tǒng)的基本功能。
18.如權(quán)利要求13所述的電池系統(tǒng)，能夠連接到電力變換系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求18所述的電池系統(tǒng)，其中，該電池系統(tǒng)在能量存儲系統(tǒng)中使用，而且該能量存儲系統(tǒng)包括 電力變換系統(tǒng)，其連接到電池支架和發(fā)電系統(tǒng)以變換來自發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)或電池支架的電力，并且將電力供應(yīng)給負(fù)載； 第一開關(guān)，其連接到電力變換系統(tǒng)并且連接到負(fù)載；以及 第二開關(guān)，其串聯(lián)連接到第一開關(guān)并且連接到電力變換系統(tǒng)、電網(wǎng)和負(fù)載， 其中，當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給負(fù)載時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給電池系統(tǒng)時(shí)，接通第一開關(guān)， 其中，當(dāng)來自發(fā)電系統(tǒng)和/或多個(gè)電池單元的電力被供應(yīng)給電網(wǎng)時(shí)、或者當(dāng)來自電網(wǎng)的電力被供應(yīng)給負(fù)載和/或多個(gè)電池單元時(shí)，接通第二開關(guān)，而且 其中，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)電力故障時(shí)，切斷第二開關(guān)并且接通第一開關(guān)。
全文摘要
一種具有多個(gè)托盤的能量存儲系統(tǒng)，每個(gè)托盤具有多個(gè)在其中可控地存儲和釋放電力的電池單元。第一電池管理系統(tǒng)(BMS)電耦接到包含在托盤支架中的托盤。第二BMS電耦接到并且控制第一BMS。第一BMS包括控制單元，其電耦接到并且控制電池單元。第一BMS進(jìn)一步包括開關(guān)單元，其電耦接到控制單元，并且根據(jù)來自第二BMS的控制信號選擇性地施加驅(qū)動電力。
文檔編號H02J7/00GK103023156SQ201210352280
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者梁種云, 岡田哲也, 黃義晶 申請人:三星Sdi株式會社