[实用新型]一种储能电池系统

说明书

一种储能电池系统，包括电池单元、基本功率单元、PCS集控单元、储能管理单元；若干个基本功率单元均连接到外部电源，每个基本功率单元均连接有电池单元，若干个基本功率单元并联连接到PCS集控单元，PCS集控单元连接储能管理单元；若干个并联的基本功率单元组成柜式结构。运营维护便利，可方便的更换功率模块和电池簇，或者对电池簇进行维护，去掉其中一个或者多个有问题的电池包可以正常工作。由于PCS的工作有一定的直流电压范围，所以增加或者减少一个电池包，不用整个更换一簇电池。大幅提高电池维护的可利用率。维护过程不影响整个系统其他部分运行，模块及电池组的更换极其简易，大幅降低维护成本。

技术领域

本实用新型属于电池管理技术领域，特别涉及一种储能电池系统。

背景技术

随着锂电池在储能系统中的大规模应用，储能系统中电池管理系统也受到前所未有的关注。储能系统对电池的要求是具备大容量、长寿命、快速响应等特点。由于储能系统容量较大，因此系统中需要的锂电池数量也是非常巨大，通过串并联方式满足系统各种功能需求。

由于锂电池的不一致性和BMS管理需求，在大型集中式储能系统中，BMS采用了三层架构的方式进行统一管控，PCS把电池包看作一个等效大电池组。由最上层的BAMS，综合管控所有的电芯。BMS系统复杂度很高。成本也不低，系统架构如图2所示：BMU负责电池模块的电压、温度采集以及均衡控制。

BCMS负责一个电池组的电池信息收集、整理计算、系统绝缘阻抗检测以及高压盒内接触器控制等功能。

高压盒负责电池回路电流检测、预充、直流接触器、熔断器等功能。

BAMS负责多个电池组数据收集汇总、系统告警、远程数据上传、与PCS通信等功能。集中式PCS负责对系统进行充电、放电、并离网切换等功能。

目前，锂电池由于天然的不一致性，在串联的时候，需要BMS进行串联均压，形成一簇可控的电池组；在并联的时候，如果均流不好，BMS是无法做任何措施的，只能监控电流指标，不能主动均流；多簇并联的时候，采用高压盒，软起动汇流到直流母线，由于簇与簇容量和内容的不一致性，以及锂电池长期运行后各项指标和性能的衰减，短期和长期使用会导致几个问题：

1)簇间电流的不一致性，会导致功率分配的不一致，所以电池组系统在设计上还需保证功率的足够降额；

2)由于电池簇的极化内阻不同，在相同的充电截止或者放电截止之后的静置状态下，仍然会有簇间的环流产生，环流产生会降低电池寿命和容量利用效率；

3)多个电池组静置状态到充电或者放电状态时，需要按照电池电压相等原则逐步或者逐个投入，高压盒汇流箱中的直流接触器会频繁动作，在动作时，还要保证系统的电压差很小，甚至带电流动作，长期使用会存在直流接触器失效隐患；

4)当电池组或者簇BMS系统出现故障时，用户需要停止整个系统，才能够将故障簇退出或者停止，且无法采用全新的电池组或者其他指标相同的电池簇来替代故障品，主要是因为电池组必须保持新旧程度一致才适合并联。所以整个系统的维护复杂度很高，运营成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种储能电池系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种储能电池系统，包括电池单元、基本功率单元、PCS集控单元、储能管理单元；若干个基本功率单元均连接到外部电源，每个基本功率单元均连接有电池单元，若干个基本功率单元并联连接到PCS集控单元，PCS集控单元连接储能管理单元；若干个并联的基本功率单元组成柜式结构。

进一步的，每个电池单元均包括两个电池组；两组电池分别通过两个独立的功率通道连接到基本功率单元。