[发明专利]一种储能系统

说明书

本申请实施例公开了一种储能系统，用于简化锂电PACK生产，且提升锂电安装效率、降低成本。该储能系统，包括：电芯、插框、背板和电池管理系统BMS；所述插框预留多个电芯槽位，所述电芯通过所述电芯槽位与所述背板相连；所述背板安装在所述插框之中，所述背板上与所述电芯槽位对应的位置预留第一功率端子，所述电芯的第二功率端子与所述第一功率端子形成插拔功率端子；所述背板上集成功率电路、采样电路和均衡电路，所述第二功率端子与所述第一功率端子插拔对接之后接通所述功率电路、所述采样电路和均衡电路；所述BMS与所述背板相连，用于管理所述储能系统。

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种储能系统。

背景技术

随着锂离子电池技术发展，锂离子电池在通信电源、数据中心、微网储能、电动车等领域应用越来越广泛。随着工艺与技术的成熟，单体电芯容量逐步增大。目前行业内大容量电芯已经达到300安培小时(Ah)左右，但与铅酸相比容量依然较小，因此一般需要多串并应用。当前电动车、储能使用锂电时，通常先将电芯通过串并联连接，组合成标准PACK模块，再将标准PACK模块装配到储能机柜、机架、电动车底盘等安装空间内，分别连接好功率、采样线束，形成备电系统对外供电。

以通信储能应用为例，锂离子电池经过规格筛选后，通常进行串并联组合成15至16串(磷酸铁锂)的PACK模块，PACK模块中包含采样线束、功率连接排，绝缘片，固定支架等零部件；再将电池管理系统(battery management system，BMS)控制板与PACK模块组合成一体的48伏(V)电池产品，在实际应用中，将48V电池产品在安装到机柜中，将通信线、功率线连接好。

在此方案中，电芯需要组装成PACK，然后配合BMS组装成电池模组，需要配置大量的防护、固定装置，从而提升成本和生产周期。

发明内容

本申请实施例提供了一种储能系统，用于简化锂电PACK生产，且提升锂电安装效率、降低成本，提升系统可靠性。

第一方面，本申请实施例提供一种储能系统，具体包括：电芯、插框、背板和电池管理系统(battery management system，BMS)；其中，该插框中预留了多个电芯槽位，以便该电芯可以通过该电芯槽位与该背板相连；而该背板安装在该插框中，且该背板上与该电芯槽位相对应的位置预留第一功率端子，该电芯的第二功率端子通过该电芯槽位与该第一功率端子形成插拔功率端子；而该背板上集成功率电路、采样电路和均衡电路，在该第二功率端子与该第一功率端子插拔对接之后，该功率电路、该采样电路和该均衡电路连通；而该BMS与该背板相连，用于管理该储能系统。

本实施例中，该储能系统的插框中预留的电芯槽位可以根据具体应用场景来确定，比如，若该储能系统的应用场景要求该储能系统以48V的电压输出，则该插框可以设计为预留18个电芯槽位或者更多电芯槽位。该BMS还可以与上位机进行通信。该电芯放电产生的电流通过功率回路，与正负极母排连接；而采样回路和均衡回路采集每一节电芯的电压等参数，支持对每一节电芯放电，不与正负极母排连接。

本申请实施例提供的技术方案中，该电芯不再需要组装成PACK然后再固定安装，而是直接与背板形成可插拔功率端子，从而实现电芯的可插拔安装，这样可以有效的简化锂电PACK生产，且提升锂电安装效率、降低成本。

可选的，在该储能系统中，该背板上集成的功率电路中可以增加旁路开关(这里可以将该功率电路称为电芯支路)，然后在该电芯通过该插框上的预留电芯槽位与该背板实现连接(即该第二功率端子与该第一功率端子实现对接时)，该旁路开关断开(避免短路)，该电芯支路开关闭合，实现该电芯与功率电路、采样电路和均衡电路的连通；在该电芯未与背板相连(即该第二功率端子与该第一功率端子未实现对接时)或者该电芯出现故障时，该电芯支路开关断开，该旁路开关闭合(实现电路导通，防止断路)。这样可以实现在某一个电芯出现故障时，系统自动旁路故障电芯，并通过BMS升压输出对应的功率，系统可以正常工作，维护人员直接更换出现故障的电芯，而不需要断电将整个电芯组合都进行更换，从而实现系统高可靠供电，并且降低维护成本。