專利名稱：一種用于大型電池組控制的繼電器陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種繼電器陣列，尤其是涉及一種用于大型電池組控制的繼電器陣列。
背景技術(shù)：
目前，常見的用于控制電池組的方式有兩種，即使用電子開關(guān)和物理開關(guān)，但電子開關(guān)在高壓大電流情況下容易起火，不穩(wěn)定也不安全；物理開關(guān)需要人工手動(dòng)操作，無法實(shí)現(xiàn)開關(guān)的自動(dòng)閉合，操作麻煩。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種工作穩(wěn)定，安全可靠，操作簡便的主要用于大型電池組控制的繼電器陣列。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是其包括至少一個(gè)繼電器I (優(yōu)選S3系列繼電器)，各繼電器I 一端對(duì)應(yīng)的與構(gòu)成儲(chǔ)能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器I另一端并接后通過繼電器II (優(yōu)選S4系列繼電器)連接到逆變器正極，逆變器正極通過繼電器III (優(yōu)選S5系列繼電器)接太陽能板正極，各大電池組負(fù)極并接在一起接逆變器負(fù)極和太陽能板負(fù)極。還包括至少一個(gè)繼電器IV (優(yōu)選Sl系列繼電器)，各繼電器IV—端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器IV個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器IV另一端并接后接至均衡DC/ DC模塊的輸出端；所有大電池組負(fù)極并接后接均衡DC/DC模塊的負(fù)極。還包括至少一個(gè)繼電器V (優(yōu)選S2系列繼電器)，各繼電器V—端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器V個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器V另一端并接后接至均衡DC/ DC模塊的輸入端。繼電器I (優(yōu)選S3系列繼電器)、繼電器II (優(yōu)選S4系列繼電器)、繼電器IIK優(yōu)選 S5系列繼電器)、繼電器IV (優(yōu)選Sl系列繼電器)和繼電器V (優(yōu)選S2系列繼電器)均與頂層電池管理系統(tǒng)電連接，各繼電器的通斷均由頂層電池管理系統(tǒng)控制，頂層電池管理系統(tǒng)與逆變器電連接，頂層電池管理系統(tǒng)通過電流傳感器與太陽能板正極電連接，電流傳感器直接將太陽能板的發(fā)電電流數(shù)據(jù)傳遞給頂層電池管理系統(tǒng)，頂層電池管理系統(tǒng)直接采集太陽能板電壓數(shù)據(jù)，頂層電池管理系統(tǒng)通過485通訊接口與均衡DC/DC模塊電連接，用于檢測(cè)和控制均衡DC/DC模塊的工作。至少兩個(gè)單體電池串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)小電池組，多個(gè)小電池組串聯(lián)構(gòu)成大電池組，多個(gè)大電池組按需要并聯(lián)形成儲(chǔ)能電池模塊。當(dāng)繼電器I (優(yōu)選S3系列繼電器)、繼電器II (優(yōu)選S4系列繼電器)、繼電器IIK優(yōu)選S5系列繼電器)導(dǎo)通，太陽能板與電池組一起給逆變器供電，由逆變器給外部電網(wǎng)供電。 當(dāng)繼電器IIK優(yōu)選S5系列繼電器)斷開，繼電器I (優(yōu)選S3系列繼電器)、繼電器II (優(yōu)選S4系列繼電器)接通，由電池組單獨(dú)給逆變器供電。當(dāng)繼電器II (優(yōu)選S4系列繼電器)斷開， 繼電器IIK優(yōu)選S5系列繼電器)接通，由太陽能板單獨(dú)給逆變器供電。當(dāng)其中一路或幾路大電池組出現(xiàn)充放電電量低于或高于整體模組均值，且超過預(yù)設(shè)閥值(預(yù)設(shè)閥值是大電池組單組電壓與所有大電池組平均電壓差的設(shè)定最大值)時(shí)，需要進(jìn)行模組間的均衡(即對(duì)各大電池組之間進(jìn)行均衡)；如果其中一路或幾路電池充電電量過高，則導(dǎo)通各高電量的電池組對(duì)應(yīng)連接的繼電器V (優(yōu)選S2系列繼電器)系列繼電器，作為均衡DC/DC模塊的輸入；將其他所有大電池組或其中某幾個(gè)電量較少的大電池組對(duì)應(yīng)連接的繼電器IV (優(yōu)選Sl系列繼電器)導(dǎo)通后并聯(lián)接均衡DC/DC模塊的輸出端。由高電量的大電池組給低電量的大電池組充電，通過頂層電池管理系統(tǒng)控制均衡DC/DC模塊導(dǎo)通充電的時(shí)間，使所有大電池組電量一致性達(dá)到最優(yōu)化。如果是其中某一路或幾路電量較低，以同樣的方式均衡。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定可靠，安全性能高，操作簡單，由于繼電器開合壽命在1萬次以上，有利于延長控制器的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型繼電器陣列和頂層電池管理系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電池組和底層電池管理系統(tǒng)、中層電池管理系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為繼電器陣列、電池組、頂層電池管理系統(tǒng)、底層電池管理系統(tǒng)和中層電池管理系統(tǒng)總體連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例包括六個(gè)繼電器I，繼電器I選用S3系列繼電器，六個(gè)繼電器 I分別為S3-l、S3-2、S3-3、S3-4、S3-5、S3-6，各繼電器I 一端對(duì)應(yīng)的與構(gòu)成儲(chǔ)能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器I另一端并接后通過繼電器II連接到逆變器正極，繼電器II選用S4系列繼電器，圖中，繼電器II表示為S4-1， 逆變器正極通過繼電器III接太陽能板PCS正極，繼電器III選用S5系列繼電器，圖中，繼電器 III表示為S5-1，各大電池組負(fù)極并接在一起接逆變器負(fù)極和太陽能板PCS負(fù)極。還包括六個(gè)繼電器IV，繼電器IV選用Sl系列繼電器，六個(gè)繼電器IV分別為S1-1、
51-2、Sl-3、Sl-4、Sl-5、S1-6，各繼電器IV—端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器IV個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器IV另一端并接后接至均衡DC/DC模塊的輸出端。所有大電池組負(fù)極并接后接均衡DC/DC模塊的負(fù)極。還包括六個(gè)繼電器V，繼電器V選用S2系列繼電器，六個(gè)繼電器V分別為S2-1、
52-2、S2-3、S2-4、S2_5、S2-6，各繼電器V—端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器V個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器V另一端并接后接至均衡DC/DC模塊的輸入端。繼電器I (S3系列繼電器)、繼電器II(S4系列繼電器)、繼電器III(S5系列繼電器)、繼電器IV(S1系列繼電器)和繼電器V (S2系列繼電器)均與頂層電池管理系統(tǒng)電連接，各繼電器的通斷均由頂層電池控制，頂層電池管理系統(tǒng)與逆變器電連接，頂層電池管理系統(tǒng)通過電流傳感器Ml與太陽能板PCS正極電連接，電流傳感器Ml直接將太陽能板PCS的發(fā)電電流數(shù)據(jù)傳遞給頂層電池管理系統(tǒng)，頂層電池管理系統(tǒng)直接采集太陽能板PCS電壓數(shù)據(jù)，頂層電池管理系統(tǒng)通過485通訊接口與均衡DC/DC模塊電連接，用于檢測(cè)和控制均衡 DC/DC模塊的工作。 參照?qǐng)D2，兩個(gè)單體電池串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)小電池組，九個(gè)小電池組串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)大電池組，BT1000, BT100U…、BT1007、BT1008串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)大電池組，六個(gè)大電池組(大電池組I、大電池組II、大電池組III、大電池組IV、大電池組V、大電池組VI)按需要并聯(lián)形成儲(chǔ)能電池模塊(參見圖3)。參照?qǐng)D2，每個(gè)小電池組帶一路溫度傳感器PTC，用于檢測(cè)小電池組溫度。每一個(gè)底層電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)三個(gè)小電池組，監(jiān)測(cè)溫度、小電池組電壓。每一個(gè)大電池組由一個(gè)中層電池管理系統(tǒng)管理，帶一路電流采集傳感器M2，監(jiān)測(cè)大電池組充放電電流，通過內(nèi)部總線從底層電池管理系統(tǒng)獲取每個(gè)小電池組的溫度、電壓，并通過外部總線將數(shù)據(jù)傳給頂層電池管理系統(tǒng)，底層電池管理系統(tǒng)通過電池管理系統(tǒng)供電電源與頂層電池管理系統(tǒng)連接 (參見圖3)。底層電池管理系統(tǒng)和中層電池管理系統(tǒng)只負(fù)責(zé)電池電壓、電流、溫度參數(shù)的采集。所有繼電器的開、合動(dòng)作都是由頂層電池管理系控制。當(dāng)繼電器I (S3系列繼電器)、繼電器II (S4系列繼電器)、繼電器IIKS5系列繼電器)導(dǎo)通，太陽能板PCS與電池組一起給逆變器供電，由逆變器給外部電網(wǎng)充電。當(dāng)繼電器 III (S5系列繼電器)斷開，繼電器I (S3系列繼電器)、繼電器II (S4系列繼電器)接通，由電池組單獨(dú)給逆變器供電。當(dāng)繼電器II (S4系列繼電器)斷開，繼電器III(S5系列繼電器)接通，由太陽能板PCS單獨(dú)給逆變器供電。當(dāng)其中一路或幾路大電池組出現(xiàn)充放電電量低于或高于整體模組均值，且超過預(yù)設(shè)閥值(預(yù)設(shè)閥值是大電池組單組電壓與所有大電池組平均電壓差的設(shè)定最大值)時(shí)，需要進(jìn)行模組間的均衡(即對(duì)各大電池組之間進(jìn)行均衡)；如果其中一路或幾路電池充電電量過高，則導(dǎo)通各高電量的電池組對(duì)應(yīng)連接的繼電器V (S2系列繼電器)系列繼電器，作為均衡 DC/DC模塊的輸入；將其他所有大電池組或其中某幾個(gè)電量較少的大電池組對(duì)應(yīng)接的繼電器IV(S1系列繼電器)導(dǎo)通后并聯(lián)接均衡DC/DC模塊的輸出端。由高電量的大電池組給低電量的大電池組充電，通過頂層電池管理系統(tǒng)控制均衡DC/DC模塊導(dǎo)通充電的時(shí)間，使所有大電池組電量一致性達(dá)到最優(yōu)化。如果是其中某一路或幾路電量較低，以同樣的方式均頂層電池管理系統(tǒng)根據(jù)中層電池管理系統(tǒng)上傳的電池參數(shù)(包括電壓、充放電電流、充放電時(shí)間、電池溫度)計(jì)算每個(gè)大電池組充放電電量，通過控制繼電器陣列對(duì)高電量電池組放電或?qū)Φ碗娏侩姵亟M充電，實(shí)現(xiàn)電池組間均衡。本實(shí)用新型通過頂層電池管理系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際需要采取時(shí)段控制或人工操作，控制何時(shí)通過電池組給逆變器供電對(duì)電網(wǎng)充電，或控制太陽能板PCS和電池組一起給逆變器供電，或控制太陽能板PCS直接給逆變器供電。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)中任意一個(gè)小電池組出現(xiàn)不能自行解決的故障，由管理該小電池組的底層電池管理系統(tǒng)將異常信息經(jīng)過中層管理系統(tǒng)傳送到頂層電池管理系統(tǒng)，由頂層電池管理系統(tǒng)對(duì)外發(fā)出警報(bào)信息，并斷開出現(xiàn)故障部件。
權(quán)利要求1.一種用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，包括至少一個(gè)繼電器I，各繼電器I 一端對(duì)應(yīng)的與構(gòu)成儲(chǔ)能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器I另一端并接后通過繼電器II連接到逆變器正極，逆變器正極通過繼電器III接太陽能板正極，各大電池組負(fù)極并接在一起接逆變器負(fù)極和太陽能板負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，還包括至少一個(gè)繼電器IV，各繼電器IV—端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器IV個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器IV另一端并接后接至均衡DC/DC模塊的輸出端；所有大電池組負(fù)極并接后接均衡DC/DC模塊的負(fù)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，繼電器I 選用S3系列繼電器，繼電器II選用S4系列繼電器，繼電器III選用S5系列繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，繼電器IV 選用Sl系列繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，還包括至少一個(gè)繼電器V，各繼電器V —端對(duì)應(yīng)的與各大電池組正極連接，繼電器V個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器V另一端并接后接至均衡DC/DC模塊的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，繼電器V 選用S2系列繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，繼電器I、 繼電器II、繼電器III、繼電器IV和繼電器V均與頂層電池管理系統(tǒng)電連接，各繼電器的通斷均由頂層電池管理系統(tǒng)控制，頂層電池管理系統(tǒng)與逆變器電連接，頂層電池管理系統(tǒng)通過電流傳感器與太陽能板正極電連接，電流傳感器直接將太陽能板的發(fā)電電流數(shù)據(jù)傳遞給頂層電池管理系統(tǒng)，頂層電池管理系統(tǒng)直接采集太陽能板電壓數(shù)據(jù)，頂層電池管理系統(tǒng)通過 485通訊接口與均衡DC/DC模塊電連接，用于檢測(cè)和控制均衡DC/DC模塊的工作。
專利摘要一種用于大型電池組控制的繼電器陣列，其包括至少一個(gè)繼電器Ⅰ，各繼電器Ⅰ一端對(duì)應(yīng)的與構(gòu)成儲(chǔ)能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器Ⅰ個(gè)數(shù)與大電池組個(gè)數(shù)相同，各繼電器Ⅰ另一端并接后通過繼電器Ⅱ連接到逆變器正極，逆變器正極通過繼電器Ⅲ接太陽能板正極，各大電池組負(fù)極并接在一起接逆變器負(fù)極和太陽能板負(fù)極。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定可靠，安全性能高，操作簡單，由于繼電器開合壽命在1萬次以上，有利于延長控制器的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202178592SQ201120288938
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者劉宏兵, 林勇, 蔣福利, 賀永旦, 黃蘭妮 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)儲(chǔ)能材料國家工程研究中心有限公司