电池模组的电量均衡设备、电池系统及电力储能系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力储能技术领域，具体涉及电池模组的电量均衡设备、电池系统及电力储能系统。


背景技术：

2.大容量电池储能系统在电力系统中有着广泛应用，如电网调频，削峰填谷，不中断供电和改善电能质量等。在大容量电池储能电站中，储能电池通常由几十甚至几百串的电池模组构成。电池模组材质，制造工艺及使用环境等的差异，会使得电池模组中电池的电压、内阻及容量等参数不一致。差异主要体现在电池模组充电的过程中，电压过高的电池可能被过充；在对电池模组进行放电的过程中，电压过低的电池可能被过放。电池模组中电池的离散性增加后，使得储能电池的整体容量下降，严重时会导致电池模组提前失效。
3.现有技术中，通常对电池模组配有电量均衡设备以控制电池模组进行电量均衡，但是存在着均衡电路复杂，稳定性较差且成本高；或者均衡电流阈值小，难以满足实时性要求较高的电网调频、削峰填谷等应用场合的缺陷。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电池模组的电量均衡设备、电池系统及电力储能系统。
5.依据本实用新型的一方面，提供了一种电池模组的电量均衡设备，所述电池模组包括多个并联的单体电池，该设备包括：壳体、底座、至少一个信息采集与控制电路板、至少一个电量均衡电路板；
6.壳体与底座构成所述电量均衡设备的容置腔，信息采集与控制电路板与电量均衡电路板设置在容置腔内，信息采集与控制电路板与电量均衡电路板电连接；
7.信息采集与控制电路板设有电池信息采集接口，电池信息采集接口与所述电池模组的采集信号线连接。
8.可选的，在上述设备中，信息采集与控制电路板的排针与电量均衡电路板的排母连接。
9.可选的，在上述设备中，电量均衡电路板包括若干个相互孤立的均衡电路，各均衡电路与各所述单体电池并联，其中，均衡电路包括串联的一个均衡开关和一个限流电阻。
10.可选的，上述设备还包括导热胶条；
11.导热胶条粘附在所述底座上，电量均衡电路板紧密设置在导热胶条上。
12.可选的，在上述设备中，信息采集与控制电路板、电量均衡电路板、以及导热胶条由上到下依次设置在容置腔内。
13.可选的，在上述设备中，信息采集与控制电路板与电量均衡电路板通过绝缘连接柱固定在底座上。
14.可选的，在上述设备中，壳体与底座螺接固定。
15.可选的，在上述设备中，电量均衡电路板在电池模组的电量均衡过程中产生的热量经由底座散发至电量均衡设备的容置腔之外。
16.依据本实用新型的第二方面，提供了一种电池系统，该电池系统包括上述任一所述的电池模组的电量均衡设备。
17.依据本实用新型的第三方面，提供了一种电力储能系统，该电力储能系统包括上述的电池系统。
18.本实用新型的有益效果在于，将信息采集与控制电路板与电量均衡电路板分离设置，使得电量均衡电路板在电量均衡过程中产生的热量不会传导至信息采集与控制电路板，因此，显著提高了信息采集与控制电路板对单体电池运行信息的采集精度；电量均衡设备电路结构简单、操作方便，显著提高了对电池模组的电量均衡效率；且电量均衡设备具备了多回路同时均衡的能力，均衡能力强，均衡电流的范围大。
19.本实用新型由上述可知，本实用新型的技术方案，上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
21.图1示出了根据本实用新型一个实施例的电池模组的电量均衡设备的爆炸图。
具体实施方式
22.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
23.本实用信息的构思在于，针对现有电池模组的电量均衡设备的缺陷，提供一种整体结构简单的电量均衡设备，通过将信息采集与控制电路板与电量均衡电路板分离设置，电量均衡电路板在电量均衡过程中产生的热量不会传导至信息采集与控制电路板，使得其不会影响信息采集与控制电路板对单体电池运行信息的采集精度。
24.图1示出了根据本实用新型一个实施例的电池模组的电量均衡设备的爆炸图，如图1所示，该电量均衡设备100包括：壳体110、底座120、至少一个信息采集与控制电路板130、至少一个电量均衡电路板140。
25.壳体110与底座120构成电量均衡设备100的容置腔，信息采集与控制电路板130与电量均衡电路板140设置在容置腔内，信息采集与控制电路板130与电量均衡电路板140电连接。
26.在本实用新型的一些实施例中，信息采集与控制电路板130的排针与电量均衡电路板140的排母连接。在电量均衡电路板140可设有多个相互孤立的均衡电路，各均衡电路
之间可通过排针和排母分隔。
27.信息采集与控制电路板130设有电池信息采集接口131，电池信息采集接口231与电池模组的采集信号线连接，信息采集与控制电路板130用于采集电池模组的运行信息，包括但不限于各单体电池的电压和温度等信息。进一步的，信息采集与控制电路板130可根据上述信息确定出控制信息，以根据该控制信息控制电量均衡电路板140工作，以完成对电池模组的电量均衡。
28.在本实用新型的一些实施例中，电量均衡电路板140包括若干个相互孤立的均衡电路，各均衡电路与各所述单体电池并联，其中，均衡电路包括串联的一个均衡开关141和一个限流电阻142。
29.在电量均衡设备与电池模组连接后，相当于在每一个单体电池两端并联一个限流电阻142，该限流电阻142将对应的单体电池中多余的能量消耗掉，实现整组电池，即电池模组的电压的均衡。
30.具体的，信息采集与控制电路板130可通过控制电量均衡电路板140的各均衡开关141是否使能来控制限流电阻142是否工作来实现电池模组的电压的均衡。
31.在本实用新型的一些实施例中，在上述设备中，电量均衡电路板140在电池模组的电量均衡过程中产生的热量经由底座120散发至电量均衡设备100的容置腔之外。
32.为了更好的散热，上述设备还可以包括导热胶条150；导热胶条150粘附在底座120上，电量均衡电路板140紧密设置在导热胶条150上。
33.电量均衡电路板140在对电池模组进行电量均衡时，会产生一定的热量，该热量留存于容置腔内，会使得容置腔的电子组件温度上升，尤其是对信息采集与控制电路板130影响大，严重影响了信息采集与控制电路板130的采集精度，因此，为了使得电量均衡电路板140的热量更好散发至容置腔之外，在底座上设置有导热胶条150，并将电量均衡电路板140紧密设置在导热胶条150上，这样，电量均衡电路板140的热量会从导热胶条散发至容置腔之外。
34.在本实用新型的一些实施例中，在上述设备中，为了节省空间，信息采集与控制电路板130、电量均衡电路板140、以及导热胶条150由上到下依次设置在容置腔内。在有多个信息采集与控制电路板130和多个电量均衡电路板140、以及多个导热胶条150的情况下，一个信息采集与控制电路板130与一个电量均衡电路板140以及一个导热胶条150由上到下依次设置在容置腔内；各个信息采集与控制电路板130、电量均衡电路板140以及、导热胶条150可平行设置。这样能够极大程度上的节省空间。
35.在上述设备中，信息采集与控制电路板130与电量均衡电路板140通过绝缘连接柱160固定在底座上，绝缘连接柱160可以但不限于塑料连接柱。
36.在本实用新型的一些实施例中，在上述的设备中，壳体110与底座130可以螺接固定，如通过螺丝121固定。
37.综上所述，本实用新型的有益效果在于，将信息采集与控制电路板与电量均衡电路板分离设置，使得电量均衡电路板在电量均衡过程中产生的热量不会传导至信息采集与控制电路板，因此，显著提高了信息采集与控制电路板对单体电池运行信息的采集精度；电量均衡设备电路结构简单、操作方便，显著提高了对电池模组的电量均衡效率；且电量均衡设备具备了多回路同时均衡的能力，均衡能力强，均衡电流的范围大。
38.需要说明的是：
39.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
40.类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
41.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
42.应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。