恭喜周锡卫获国家专利权
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龙图腾网恭喜周锡卫申请的专利一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN111129616B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-01-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:201811272118.4,技术领域涉及:H01M10/42;该发明授权一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统是由周锡卫设计研发完成,并于2018-10-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统在说明书摘要公布了:本发明属于电化学蓄电池储能系统应用技术领域,具体涉及一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统,由蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置中蓄电池组串监控管理模块各蓄电池模块单体电池监测采样模块实时采集各蓄电池组串及全体蓄电池单体的电压、电流、电量等电能参数及温度参数并比对储能系统预置的运行保证性参数进行组串级电能均衡,在监测到单体蓄电池的参数达到设定的危险状态参数范围时,相应蓄电池模块单体电池监测采样模块直接驱动相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路断开相应蓄电池组串连接蓄电池组串直流汇流母排的电力路径,在节省投资的同时极大地提高了储能系统的可控性和安全性。
本发明授权一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统在权利要求书中公布了:1.一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统,包括:蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1、蓄电池组串监控管理模块2、上位机通信线3、双向储能变流器通信线4、双向储能变流器5、蓄电池组串直流汇流母排6、双向储能变流器交流电力线7、蓄电池组串监控管理模块采样及控制信息总线8、电网9、储能系统上位机30、第1蓄电池组串第1蓄电池模块101、第1蓄电池组串第2蓄电池模块102、第1蓄电池组串第m蓄电池模块10m、第1蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块111、第1蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块112、第1蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块11m、第1蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束121、第1蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束122、第1蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束12m、第1蓄电池组串直流电力线13、第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14、第1蓄电池组串快速保护控制路径15、第2蓄电池组串第1蓄电池模块201、第2蓄电池组串第2蓄电池模块202、第2蓄电池组串第m蓄电池模块20m、第2蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块211、第2蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块212、第2蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块21m、第2蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束221、第2蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束222、第2蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束22m、第2蓄电池组串直流电力线23、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24、第2蓄电池组串快速保护控制路径25、第N蓄电池组串第1蓄电池模块N01、第N蓄电池组串第2蓄电池模块N02、第N蓄电池组串第m蓄电池模块N0m、第N蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块N11、第N蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块N12、第N蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块N1m、第N蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束N21、第N蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束N22、第N蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束N2m、第N蓄电池组串直流电力线N3、第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4、第N蓄电池组串快速保护控制路径N5,其中:第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24、第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4以及蓄电池组串直流汇流母排6和蓄电池组串监控管理模块2安装在一个柜体中,构成执行蓄电池组串电能均衡及安全保护通断控制的蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1;由第1蓄电池组串第1蓄电池模块101、第1蓄电池组串第2蓄电池模块102、第1蓄电池组串第m蓄电池模块10m依次相邻的两个蓄电池模块正负极串联,构成第1蓄电池组串10;由第2蓄电池组串第1蓄电池模块201、第2蓄电池组串第2蓄电池模块202、第2蓄电池组串第m蓄电池模块20m依次相邻的两个蓄电池模块正负极串联,构成第2蓄电池组串20;由第N蓄电池组串第1蓄电池模块N01、第N蓄电池组串第2蓄电池模块N02、第N蓄电池组串第m蓄电池模块N0m依次相邻的两个蓄电池模块正负极串联,构成第N蓄电池组串N0;第1蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块111、第1蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块112、第1蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块11m分别通过第1蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束121、第1蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束122、第1蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束12m分别连接第1蓄电池组串第1蓄电池模块101、第1蓄电池组串第2蓄电池模块102、第1蓄电池组串第m蓄电池模块10m中相应的每一个单体蓄电池,并通过蓄电池组串监控管理模块采样及控制信息总线8连接蓄电池组串监控管理模块2,构成第1蓄电池组串全单体蓄电池信息采样监测通信路径,同时通过第1蓄电池组串快速保护控制路径15连接第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14,构成第1蓄电池组串10的实时监测与快速保护直接驱动控制路径;第2蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块211、第2蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块212、第2蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块21m分别通过第2蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束221、第2蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束222、第2蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束22m分别连接第2蓄电池组串第1蓄电池模块201、第2蓄电池组串第2蓄电池模块202、第2蓄电池组串第m蓄电池模块20m中相应的每一个单体蓄电池,并通过蓄电池组串监控管理模块采样及控制信息总线8连接蓄电池组串监控管理模块2,构成第2蓄电池组串全单体蓄电池信息采样监测通信路径,同时通过第2蓄电池组串快速保护控制路径25连接第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24,构成第2蓄电池组串20的实时监测与快速保护直接驱动控制路径;第N蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块N11、第N蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块N12、第N蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块N1m分别通过第N蓄电池组串第1蓄电池模块信息采集线束N21、第N蓄电池组串第2蓄电池模块信息采集线束N22、第N蓄电池组串第m蓄电池模块信息采集线束N2m分别连接第N蓄电池组串第1蓄电池模块N01、第N蓄电池组串第2蓄电池模块N02、第N蓄电池组串第m蓄电池模块N0m中相应的每一个单体蓄电池,并通过蓄电池组串监控管理模块采样及控制信息总线8连接蓄电池组串监控管理模块2,构成第N蓄电池组串全单体蓄电池信息采样监测通信路径,同时通过第N蓄电池组串快速保护控制路径N5连接第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4,构成第N蓄电池组串N0的实时监测与快速保护直接驱动控制路径;第1蓄电池组串10经第1蓄电池组串直流电力线13连接第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14,由第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14顺次经蓄电池组串直流汇流母排6、双向储能变流器5、双向储能变流器交流电力线7连接电网9,构成第1蓄电池组串10充放电的电力路径;第2蓄电池组串20经第2蓄电池组串直流电力线23连接第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24,由第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24顺次经蓄电池组串直流汇流母排6、双向储能变流器5、双向储能变流器交流电力线7连接电网9,构成第2蓄电池组串20充放电的电力路径;第N蓄电池组串N0经第N蓄电池组串直流电力线N3连接第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4,由第N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4顺次经蓄电池组串直流汇流母排6、双向储能变流器5、双向储能变流器交流电力线7连接电网9,构成第N蓄电池组串N0充放电的电力路径;蓄电池组串监控管理模块2通过蓄电池组串监控管理模块采样及控制信息总线8分别连接第1蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块111、第1蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块112、第1蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块11m、第2蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块211、第2蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块212、第2蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块21m、第N蓄电池组串第1蓄电池模块单体电池监测采样模块N11、第N蓄电池组串第2蓄电池模块单体电池监测采样模块N12、第N蓄电池组串第m蓄电池模块单体电池监测采样模块N1m以及第1蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路14、第2蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路24、N蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路N4,构成整体储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体的实时监测和蓄电池组串电能均衡管理控制的通信链路;蓄电池组串监控管理模块2通过双向储能变流器通信线4连接双向储能变流器5,构成蓄电池组串监控管理模块2管理控制双向储能变流器5进行蓄电池充放电的功率调节以及蓄电池组串电量均衡的辅助控制链路;储能系统上位机30通过上位机通信线3连接蓄电池组串监控管理模块2,构成储能系统上位机30通过蓄电池组串监控管理模块2实时监测控制蓄电池组串充放电的调控通信链路;储能系统上位机30通过上位机通信线3连接双向储能变流器5,构成储能系统上位机30调控双向储能变流器5充放电的控制链路;一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统的运行控制方法为:①一种基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统上电开启及运行过程中,由蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1中蓄电池组串监控管理模块2通过各蓄电池模块单体电池监测采样模块并和储能系统上位机30同时对各蓄电池组串及全体蓄电池单体进行实时监测;②BMS系统异常时,报警及停止运行;③BMS系统正常时,各蓄电池模块单体电池监测采样模块监测到一个或多个单体蓄电池的参数没有达到设定的危险状态参数范围时,继续运行④;否则,相应蓄电池模块单体电池监测采样模块通过相应蓄电池组串快速保护控制路径连接的相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路,实施控制并立即断开相应蓄电池组串连接蓄电池组串直流汇流母排6的电力路径,使相应蓄电池组串电力路径处于断开及维护状态,同时相应蓄电池模块单体电池监测采样模块发出相应的报警信息,在相应单体蓄电池的参数脱离设定的危险状态参数范围时,继续进行④;④蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1的蓄电池组串监控管理模块2通过各蓄电池模块单体电池监测采样模块实时监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体的电压、电流、温度及计算存储的电量的信息参数并比较各蓄电池组串的蓄电池单体参数的一致性,与储能系统预置的运行保证性参数进行比对判别,监测到不满足储能系统预置的运行保证性参数要求时,向双向储能变流器5和储能系统上位机30发出报警信息,同时按照储能系统设置的参数条件控制蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1中相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路的通断并相应调节双向储能变流器5的充放电功率;⑤在满足储能系统预置的运行保证性参数时,储能系统上位机30根据电网9电力需求以及蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1中蓄电池组串监控管理模块2及各蓄电池模块单体电池监测采样模块实时监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时信息参数,并按照储能系统预置调控策略控制双向储能变流器5充放电功率;充电时进行⑥,放电时进行⑦;⑥继续运行,储能系统上位机30通过蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1中蓄电池组串监控管理模块2及各蓄电池模块单体电池监测采样模块实时监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时信息参数并根据相应蓄电池组串之间的不一致性程度及比对储能系统预置的运行保证性参数进行蓄电池组串电能均衡调控,即在充电过程对电能高于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值高于运行保证性要求的蓄电池组串控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路断开并停止充电,之后在其相应的蓄电池组串电能低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值在运行保证性要求范围时,控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路闭合继续充电,转①;⑦继续运行,储能系统上位机30通过蓄电池组串直流汇流及组串均衡管控装置1中蓄电池组串监控管理模块2及各蓄电池模块单体电池监测采样模块实时监测储能系统各蓄电池组串及全体蓄电池单体实时信息参数并根据相应蓄电池组串之间的不一致性程度及比对储能系统预置的运行保证性参数进行蓄电池组串电能均衡调控,即在放电过程对电能低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值低于运行保证性要求的蓄电池组串控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路断开并停止放电,之后在其相应的蓄电池组串电能及参数高于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值在运行保证性要求范围时,控制其相应蓄电池组串直流电力线通断开关及保护电路闭合继续放电,转①;基于双路径信息采样监测与保护控制的蓄电池储能BMS系统开启正常后,采取监测发现危险状态参数时由蓄电池模块单体电池监测采样模块直接驱动控制断开相应蓄电池组串的直流电力路径,监测发现超出运行保证性参数要求值范围时由蓄电池组串监控管理模块2进行调控的双路径控制策略,并由储能系统上位机30管控并循环运行第①至第⑦,实时对蓄电池组串的电能在充电时高于及放电时低于各蓄电池组串平均值且一致性偏差值大于储能系统预置的运行保证性参数要求值的相应蓄电池组串断开电力路径,在满足均衡并达到正常运行条件参数值时接通相应电力路径,使得各蓄电池组串电量均衡并满足一致性要求,以此控制整体储能系统安全高效运行。
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