CN216390569U - 一种储能系统主回路切换装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种储能系统主回路切换装置，涉及储能系统技术领域，其包括用于进行充放电的储能装置、连接于储能装置且用于交直流转换的交直流转换装置、连接于交直流转换装置与储能装置之间且用于控制充电回路启闭的充电控制装置、连接于交直流转换装置与储能装置之间且用于控制放电回路启闭的放电控制装置及触发装置；触发装置连接于充电控制装置以用于控制充电控制装置的启闭，且触发装置连接于放电控制装置以用于控制放电控制装置的启闭。本申请具有在进行充电或放电的切换时不存在间歇性的效果。

Description

一种储能系统主回路切换装置

技术领域

本申请涉及储能系统技术领域，尤其是涉及一种储能系统主回路切换装置。

背景技术

随着新能源绿色电池的技术的飞速发展，新能源绿色电池将被应用到风光伏储能系统等行业中，而任何一种应用都离不开电池储能系统。在不同的适用场合中，电池储能系统的应用要求都不一样，并且电池组在并联运行过程中，需要使各个电池组之间不能相互充电或放电，还需要同时保证不间断的供电。

参照图1，相关技术中，储能系统设置有多组，现以两组进行说明，充电时，型号为VMS的控制器E100分别输出信号至型号为BMS的主控制器A100以及型号为BMS的主控制器B100，主控制器A100上的4脚控制第二中间继电器KM1不得电，主控制器B100上的4脚控制第二中间继电器KM3不得电。控制器E100对电池组A106与电池组B106中的电压值大小进行比较，当电池组A106的电压值小于电池组B106的电压值时，控制器E100控制主控制器A100先运行，主控制器A100上的5脚控制第一中间继电器KM2得电，从而使第一中间继电器KM2上的继电器常开触点KM2-2得电闭合，通过逆变器F100将电网从交流转换成直流后，再向电池组A106进行充电。当电池组A106的电压升高到一定程度后，控制器E100再次对电池组A106与电池组B106之间的电压值大小进行比较，若此时电池组A106的电压值大于电池组B106的电压值时，控制器E100控制主控制器B100运行，主控制器B100上的5脚控制第一中间继电器KM4得电，从而使第一中间继电器KM4上的继电器常开触点KM4-4得电闭合，通过逆变器F100将电网从交流转换成直流后，再向电池组B106进行充电，直至电池组A106与电池组B106均充满。

放电时，电网上电量小于电池组A106与电池组B106的电量，控制器E100输出信号至主控制器A100及主控制器B100，使主控制器A100上的5脚控制第一中间继电器KM2不得电，使主控制器B100上的5脚控制第一中间继电器KM4不得电。控制器E100对电池组A106与电池组B106中的电压值大小进行比较，当电池组A106的电压值大于电池组B106的电压值时，控制器E100控制主控制器A100先运行，主控制器A100上的4脚控制第一中间继电器KM1得电，从而使第一中间继电器KM1上的继电器常开触点KM1-1得电闭合，电池组A106通过逆变器F100逆变将直流转换成交流并向电网供电。当电池组A106的电压降低到一定程度后，控制器E100再次对电池组A106与电池组B106之间的电压值大小进行比较，若此时电池组A106的电压值小于电池组B106的电压值时，控制器E100控制主控制器B100运行，主控制器B100上的4脚控制第一中间继电器KM3得电，从而使第一中间继电器KM3上的继电器常开触点KM3-3得电闭合，电池组B106电池组A106通过逆变器F100逆变将直流转换成交流并向电网供电，直至电池组A106与电池组B106均放电完毕。

针对上述中的相关技术，发明人认为：该储能系统中的第二中间继电器与第一中间继电器进行并联后再与电池组进行串联，在对电池组进行充电或放电的切换过程中，需要先断开第二中间继电器再导通第一中间继电器，或者先断开第一中间继电器再导通第二中间继电器中，供电存在间歇性，还有改进的空间。

实用新型内容

为了在进行充电或放电的切换时不存在间歇性，本申请提供一种储能系统主回路切换装置。

本申请提供的一种储能系统主回路切换装置，采用如下的技术方案：

一种储能系统主回路切换装置，包括用于进行充放电的储能装置、连接于所述储能装置且用于交直流转换的交直流转换装置、连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间且用于控制充电回路启闭的充电控制装置、连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间且用于控制放电回路启闭的放电控制装置及触发装置；

所述触发装置连接于所述充电控制装置以用于控制所述充电控制装置的启闭，且所述触发装置连接于所述放电控制装置以用于控制所述放电控制装置的启闭；

当所述触发装置输出第一高电平信号至所述充电控制装置时，所述充电控制装置以控制所述交直流转换装置向所述储能装置进行充电；当所述触发装置输出第二高电平信号至放电控制装置时，所述放电控制装置以控制所述储能装置向所述交直流转换装置进行放电。

通过采用上述技术方案，通过储能装置分别与放电控制装置及充电控制装置进行串联，且通过触发装置对充电控制装置及放电控制装置进行控制，使储能装置进行充电或放电的切换时，充电控制装置不对储能装置与交直流转换装置之间进行切断，放电控制装置也不对储能装置与交直流转换装置之间进行切断，使整个回路一直处于导通的状态，从而使整个回路在进行充电或放电的切换时不存在间歇性。

可选的，所述交直流转换装置与所述充电控制装置之间连接有用于同时启闭充电回路及放电回路的开关装置。

通过采用上述技术方案，通过将开关装置连接于交直流转换装置与充电控制装置之间，使操作者对开关装置进行操作时，同时控制充电回路及放电回路的启闭。

可选的，所述充电控制装置包括充电导通模块及充电截止模块，所述充电导通模块连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间，所述充电导通模块用于将所述交直流转换装置中的电量输送至所述储能装置，所述充电截止模块连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间，所述充电截止模块用于将所述储能装置中的电量输送至所述交直流转换装置；

所述充电导通模块与所述充电截止模块并联。

通过采用上述技术方案，在交直流转换装置与储能装置之间并联连接充电导通模块及充电截止模块，使储能装置在充电时通过充电导通模块与交直流转换装置连通，使电量从交直流转换装置输送至储能装置；储能装置在放电时通过充电截止模块与交直流转换装置连通，使电量从储能装置输送至交直流转换装置。

可选的，所述放电控制装置包括放电导通模块与放电截止模块，所述放电导通模块连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间，所述放电导通模块用于将所述储能装置中的电量输送至所述交直流转换装置，所述放电截止模块连接于所述交直流转换装置与所述储能装置之间，所述放电截止模块用于将所述交直流转换装置中的电量输送至所述储能装置；

所述放电导通模块与所述放电截止模块并联连接。

通过采用上述技术方案，在交直流转换装置与储能装置之间并联连接放电导通模块与放电截止模块，使储能装置在充电时通过放电截止模块与交直流转换装置连通，使电量从交直流转换装置输送至储能装置，储能装置在放电时通过放电导通模块与交直流转换装置连通，使电量从储能装置输送至交直流转换装置。

可选的，所述充电导通模块为第一中间继电器。

通过采用上述技术方案，将第一中间继电器作为充电导通模块，在储能装置进行充电时，通过控制第一中间继电器的连通，使交直流转换装置与储能装置连通，使电流从交直流转换装置向储能装置的方向移动，在储能装置进行放电时，通过控制第一中间继电器的断开使交直流转换装置与储能装置断开，使电流无法从储能装置向交直流转换装置的方向移动。

可选的，所述充电截止模块为第一二极管。

通过采用上述技术方案，通过将第一二极管作为充电截止模块，使电流只能单向导通，在储能装置进行充电时，电流不能通过第一二极管从交直流转换装置向储能装置的方向移动，在储能装置进行放电时，电流通过第一二极管从储能装置向交直流转换装置的方向移动。

可选的，所述放电导通模块为第二中间继电器。

通过采用上述技术方案，将第二中间继电器作为放电导通模块，在储能装置进行放电时，通过控制第二中间继电器的连通使交直流转换装置与储能装置连通，使电流从储能装置向交直流转换装置的方向移动，在储能装置进行充电时，通过控制第二中间继电器的断开使交直流转换装置与储能装置断开，电流无法从交直流转换装置向储能装置的方向移动。

可选的，所述放电截止模块为第二二极管。

通过采用上述技术方案，通过将第二二极管作为放电截止模块，使电流只能单向导通，在储能装置进行放电时，电流不能通过第二二极管从储能装置向交直流转换装置的方向移动，在储能装置进行充电时，电流通过第二二极管从交直流转换装置向储能装置的方向移动。

可选的，所述开关装置为第一拨动开关。

通过采用上述技术方案，通过将第一拨动开关作为开关装置，在操作者需要同时控制充电回路及放电回路的启闭时，通过对第一拨动开关进行拨动，从而对回路的启闭进行切换，方便操作者进行操作。

可选的，所述触发装置包括用于输出第一高电平信号的第一触发模块及用于输出第二高电平信号的第二触发模块，所述第一触发模块连接于所述充电控制装置并用于触发所述充电控制装置，所述第二触发模块连接于所述放电控制装置并用于触发所述放电控制装置。

通过采用上述技术方案，在第一触发模块输出第一高电平信号时，充电控制装置受到触发而导通，使储能装置开始充电，在第二触发模块输出第二高电平信号时，放电控制装置受到触发而导通，使储能装置开始放电。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过储能装置分别与放电控制装置及充电控制装置进行串联，且通过触发装置对充电控制装置及放电控制装置进行控制，使储能装置进行充电或放电的切换时，充电控制装置不对储能装置与交直流转换装置之间进行切断，放电控制装置也不对储能装置与交直流转换装置之间进行切断，使整个回路一直处于导通的状态，从而使整个回路在进行充电或放电的切换时不存在间歇性；

通过将开关装置连接于交直流转换装置与充电控制装置之间，使操作者对开关装置进行操作时，同时控制充电回路及放电回路的启闭；

在第一触发模块输出第一高电平信号时，充电控制装置受到触发而导通，使储能装置开始充电，在第二触发模块输出第二高电平信号时，放电控制装置受到触发而导通，使储能装置开始放电。

附图说明

图1是本申请背景技术中的电路原理图。

图2是本申请实施例一中的电路原理图。

图3是本申请实施例二中的电路原理图。

附图标记说明：1、交直流转换装置；2、开关装置；3、充电控制装置；4、放电控制装置；5、储能装置；6、充电导通模块；7、充电截止模块；8、放电导通模块；9、放电截止模块；10、触发装置；11、第一触发模块；12、第二触发模块。

具体实施方式

实施例一：

以下结合附图2对本申请作进一步详细说明。

参照图2，本申请实施例公开一种储能系统主回路切换装置，其包括交直流转换装置1、充电控制装置3、放电控制装置4、储能装置5、触发装置10及开关装置2。电网为三相380V交流电，交直流转换装置1为逆变器F100且型号为INV-A4-3KW4KW5KW。

参照图2，充电控制装置3包括充电导通模块6及充电截止模块7，充电导通模块6为第一中间继电器KM2，第一中间继电器KM2的型号为HF13F，充电截止模块7为第一二极管A105，第一二极管A105的型号为1N4004。

参照图2，放电控制装置4包括放电导通模块8及放电截止模块9，放电导通模块8为第二中间继电器KM1，第二中间继电器KM1的型号为HF13F，放电截止模块9为第二二极管A104，第二二极管A104的型号为1N4004。

参照图2，储能装置5为电池组A106且型号为H7-80-L-T2-A。开关装置2为第一拨动开关A107且型号为CSS-12D06的拨动开关。触发装置10包括第一触发模块11及第二触发模块12，第一触发模块11为第二拨动开关S1，第二拨动开关S1的型号为CSS-12D06的拨动开关，第二触发模块12为第三拨动开关S2，第三拨动开关S2的型号为CSS-12D06的拨动开关。

参照图2，逆变器F100的U、V、W端与电网连接，逆变器F100的1脚与第一拨动开关A107的一端连接，第一拨动开关A107的另一端与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2的一端及第一二极管A105的阴极连接，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2的另一端与电池组A106的正极连接，第一二极管A105的阳极与电池组A106的正极连接，电池组A106的负极与第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1的一端连接，电池组A106的负极与第二二极管A104的阳极及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1的一端连接，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1的另一端及第二二极管A104的阴极均与逆变器F100的2脚连接。

参照图2，第二拨动开关S1的一端与第一中间继电器KM2上线圈的一端连接，第一中间继电器KM2上线圈的另一端与地GND连接，第二拨动开关S1的另一端与高电平电源U1连接，第三拨动开关S2的一端与第二中间继电器KM1上线圈的一端连接，第二中间继电器KM1上线圈的另一端与地GND连接，第三拨动开关S2的另一端与高电平电源U1连接。

工作原理：闭合第一拨动开关A107，当第二拨动开关S1与第三拨动开关S2均断开时，第二中间继电器KM1上线圈与第一中间继电器KM2上线圈均失电，从而使第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2均断开，此时电池组A106既不充电也不放电。

对电池组A106进行充电时，闭合第一拨动开关A107，再将第二拨动开关S1与第三拨动开关S2均闭合，第一中间继电器KM2上线圈得电吸合，第二中间继电器KM1上线圈得电吸合，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2均闭合，电网上的交流电通过逆变器F100的转化后对电池组A106进行充电。

当电池组A106充电充足后，切断第二拨动开关S1，从而使第一中间继电器KM2上线圈失电，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2断开，第一二极管A105将阻止充电继续电流向电池组A106进行充电。且此时若突然瞬间放电时，放电电流将通过第一二极管A105及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1对电池组A106进行放电。

对电池组A106进行放电时，闭合第一拨动开关A107，第三拨动开关S2闭合，此时第二中间继电器KM1上线圈得电，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1闭合，电池组A106内的电量通过第一二极管A105及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1输送给逆变器F100，通过逆变器F100对电流进行逆变后再向电网进行供电。此时第二拨动开关S1闭合，第一中间继电器KM2上线圈得电，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2闭合，电池组A106内的电量还可通过第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1及第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2输送给逆变器F100。

当电池组A106放电到极限时，切断第三拨动开关S2，从而使第二中间继电器KM1上线圈失电，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1断开。此时若突然瞬间需要充电，将通过第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2与第二二极管A104进行充电。

实施例二：

参照图3，与实施例一不同的是，触发装置10为主控制器A100，且增加控制器E100与分流器A103。主控制器A100的型号为BMS且其CPU的型号为S912SXE256。控制器E100的型号为VMS，其CPU的型号由本领域人员根据实际使用情况进行选择，在此不作赘述。分流器A103的型号为SH-L2500A50mV0.5。

参照图3，逆变器F100的U、V、W端与电网连接，逆变器F100的1脚与第一拨动开关A107的一端连接，第一拨动开关A107的另一端与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2的一端及第一二极管A105的阴极连接，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2的另一端与电池组A106的正极连接，第一二极管A105的阳极与电池组A106的正极连接，电池组A106的负极与分流器A103的一端连接，分流器A103的另一端与第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1的一端连接，分流器A103的另一端与第二二极管A104的阳极连接，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1的另一端及第二二极管A104的阴极均与逆变器F100的2脚连接。

参照图3，控制器E100的一端与主控制器A100的6脚连接，控制器E100的另一端与逆变器F100的3脚连接。主控制器A100的1脚与分流器A103的一端及电池组A106的负极连接。主控制器A100的2脚与电池组A106的中间部分连接，主控制器A100的3脚与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2的一端及第一二极管A105的阳极连接，主控制器A100的4脚与第一中间继电器KM2上线圈的一端连接，第一中间继电器KM2上线圈的另一端与地GND连接，主控制器A100的5脚与第一中间继电器KM2上线圈的一端及第一二极管A105的阴极连接，主控制器A100的7脚与第二中间继电器KM1上线圈的一端连接，第二中间继电器KM1上线圈的另一端与地GND连接，主控制器A100的8脚与分流器A103的2脚连接，主控制器A100的9脚与分流器A103的1脚连接。

工作原理：控制器E100与逆变器F100的3脚连通，从而对逆变器F100进行通信，并控制逆变器F100的工作状态在直流转交流与交流转直流进行转换，控制器E100与主控制器A100的6脚连接，从而使控制器E100与主控制器A100进行通信。主控制器A100的8脚与分流器的2脚连接，主控制器A100的9脚与分流器的1脚连接，从而对电路中的电流进行采样，并检测回路中为充电电流还是放电电流。主控制器A100的1脚、2脚及3脚连接于电池组A106上，从而对电池组A106上的电压进行检测，主控制器A100的5脚与第一拨动开关A107的一端连接，从而对逆变器F1001脚输出的电压进行检测。

闭合第一拨动开关A107，主控制器A100的4脚与7脚均发出低电平信号，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1与第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2均断开，电池组A106既不充电也不放电。

通过主控制器A100的比较，当电池组A106的电压小于逆变器F100连接的电网电压时，主控制器A100的4脚与7脚均发出高电平信号，第一中间继电器KM2上线圈与第二中间继电器KM1上线圈均得电，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2闭合，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1闭合，逆变器F100通过第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1向电池组A106进行充电。

当电池组A106充电充足后，主控制器A100的4脚输出低电平信号，第一中间继电器KM2上线圈失电，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2断开，第一二极管A105将阻止充电电流继续向电池组A106进行充电。且此时若突然瞬间放电时，放电电流将通过第一二极管A105及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1对电池组A106进行放电。

通过主控制器A100的比较，当电池组A106的电压大于逆变器F100连接的电网电压时，主控制器A100的7脚发出高电平信号，第二中间继电器KM1上线圈得电，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1闭合，电池组A106内的电量通过第一二极管A105及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1输送给逆变器F100，通过逆变器F100对电流进行逆变后载向电源进行供电。此时主控制器A100的4脚发出高电平信号，第一中间继电器KM2上线圈得电，第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2闭合，电池组A106内的电量通过第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2及第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1输送给逆变器F100，通过逆变器F100对电流进行逆变后载向电源进行供电。

当电池组A106放电到极限时，主控制器A100的7脚发出低电平信号，第二中间继电器KM1上线圈失电，第二中间继电器KM1上常开触点KM1-1断开，第二二极管A104将阻止放电电流继续向逆变器F100进行放电。此时若突然瞬间需要充电将通过第一中间继电器KM2上常开触点KM2-2与第二二极管A104进行充电。

参照图3，在实际使用过程中，充电控制装置3、放电控制装置4、储能装置5、触发装置10及开关装置2可设置多个，在多个电池组A106进行放电时，电池组A106电压高的放电电流大，电池组A106电压低的放电电流小，从而总是优先让电压最高的电池组A106多放电，实现放电自动平衡。在多个电池组A106进行充电时，电池组A106内电压高的充电电流小，电池组A106电压低的充电电流大，从而总是优先给电压最低的电池组A106多充电，实现充电自动分配。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：包括用于进行充放电的储能装置（5）、连接于所述储能装置（5）且用于交直流转换的交直流转换装置（1）、连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间且用于控制充电回路启闭的充电控制装置（3）、连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间且用于控制放电回路启闭的放电控制装置（4）及触发装置（10）；

所述触发装置（10）连接于所述充电控制装置（3）以用于控制所述充电控制装置（3）的启闭，且所述触发装置（10）连接于所述放电控制装置（4）以用于控制所述放电控制装置（4）的启闭；

当所述触发装置（10）输出第一高电平信号至所述充电控制装置（3）时，所述充电控制装置（3）以控制所述交直流转换装置（1）向所述储能装置（5）进行充电；当所述触发装置（10）输出第二高电平信号至放电控制装置（4）时，所述放电控制装置（4）以控制所述储能装置（5）向所述交直流转换装置（1）进行放电。

2.根据权利要求1所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述交直流转换装置（1）与所述充电控制装置（3）之间连接有用于同时启闭充电回路及放电回路的开关装置（2）。

3.根据权利要求1所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述充电控制装置（3）包括充电导通模块（6）及充电截止模块（7），所述充电导通模块（6）连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间，所述充电导通模块（6）用于将所述交直流转换装置（1）中的电量输送至所述储能装置（5），所述充电截止模块（7）连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间，所述充电截止模块（7）用于将所述储能装置（5）中的电量输送至所述交直流转换装置（1）；

所述充电导通模块（6）与所述充电截止模块（7）并联。

4.根据权利要求1所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述放电控制装置（4）包括放电导通模块（8）与放电截止模块（9），所述放电导通模块（8）连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间，所述放电导通模块（8）用于将所述储能装置（5）中的电量输送至所述交直流转换装置（1），所述放电截止模块（9）连接于所述交直流转换装置（1）与所述储能装置（5）之间，所述放电截止模块（9）用于将所述交直流转换装置（1）中的电量输送至所述储能装置（5）；

所述放电导通模块（8）与所述放电截止模块（9）并联连接。

5.根据权利要求3所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述充电导通模块（6）为第一中间继电器。

6.根据权利要求3所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述充电截止模块（7）为第一二极管。

7.根据权利要求4所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述放电导通模块（8）为第二中间继电器。

8.根据权利要求4所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述放电截止模块（9）为第二二极管。

9.根据权利要求2所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述开关装置（2）为第一拨动开关。

10.根据权利要求1所述的一种储能系统主回路切换装置，其特征在于：所述触发装置（10）包括用于输出第一高电平信号的第一触发模块（11）及用于输出第二高电平信号的第二触发模块（12），所述第一触发模块（11）连接于所述充电控制装置（3）并用于触发所述充电控制装置（3），所述第二触发模块（12）连接于所述放电控制装置（4）并用于触发所述放电控制装置（4）。

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