储能设备及其高压箱的制作方法

1.本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种用于储能设备的高压箱和储能设备。


背景技术：

2.目前，电池储能系统主要包括电池、例如图1所示的高压箱1'、例如图2所示的电池管理系统2'(bms，battery management system)和控制器3'。其中，电池是能量的载体，完成能量的存储与释放。如图1所示，高压箱1'的主回路具有电池接口11'和充放电接口12'，二者之间连接有正极连接线与负极连接线，高压箱1'的主回路还包括隔离开关13'、第一接触器14'、第二接触器15'、熔断器16'、分流器17'，对系统进行硬件回路的保护。电池管理系统2'监测电池的温度、电压等，如图2所示，电池管理系统2'与第一接触器14'的第一吸引线圈141'及第二接触器15'的第二吸引线圈151'相连接，对电池储能系统的运行进行保护。控制器3'与电池管理系统2'经can接口通信地连接，可发出控制信号，控制器3'上还连接有急停按钮18'。
3.在这种结构中，电池管理系统2'会在检测到系统异常时发出do信号，带载分断第一接触器14'及第二接触器15'，但接触器作为被控对象，常用于交、直流回路的空载接通与断开，当紧急情况下，电池管理系统2'带载分断第一接触器14'及第二接触器15'时，二者的主触头会粘连，达不到切断主回路的目的。此外，急停按钮18'被拍下时，控制器3'采集急停信号，会以can通信的方式下发给电池管理系统2'，电池管理系统2'发出do信号，带载分断第一接触器14'及第二接触器15'，除前述的主触头粘连问题外，若通信发生异常，也不能及时起到保护作用。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型的目的在于提供一种用于储能设备的高压箱和储能设备，以解决如何及时、有效地切断高压箱主回路的问题。
5.根据本实用新型的一方面，提供一种用于储能设备的高压箱，所述储能设备包括电池组件和储能变流模块，所述高压箱包括：电池接口，用于连接所述电池组件；充放电接口，用于连接所述储能变流模块；断路器，设置在连接所述电池接口与所述充放电接口的正极连接线与负极连接线上，其中，所述断路器设有欠压线圈，所述欠压线圈与供电电源之间串联有开关元件。
6.可选地，所述断路器直接连接到所述电池接口。
7.可选地，所述断路器为塑壳断路器。
8.可选地，所述高压箱还包括：设置在所述正极连接线上的第一接触器与设置在所述负极连接线上的第二接触器，其中，所述第一接触器和所述第二接触器连接在所述断路器与所述充放电接口之间。
9.可选地，所述第一接触器与所述第二接触器的吸引线圈电连接到所述储能设备的
电池管理装置。
10.可选地，所述高压箱还包括：设置在所述正极连接线上的熔断器，其中，所述熔断器连接在所述断路器与所述第一接触器之间。
11.可选地，所述高压箱还包括：设置在所述负极连接线上的分流器，其中，所述分流器连接在所述断路器与所述第二接触器之间。
12.根据本实用新型的另一方面，提供一种储能设备，包括上述的高压箱、与所述电池接口电连接的电池组件、与所述充放电接口电连接的储能变流模块。
13.可选地，所述储能设备还包括箱体，所述箱体内设有用于容纳所述电池组件和所述高压箱的第一容纳仓、用于容纳所述储能变流模块的第二容纳仓。
14.可选地，所述储能设备还包括：电池管理装置，设于所述高压箱内，所述电池管理装置与所述高压箱的第一接触器和第二接触器的吸引线圈电连接；控制器，通信地连接到所述电池管理装置。
15.根据本实用新型的实施例的高压箱，在电池接口和充放电接口之间设置具有欠压线圈的断路器，当系统异常时，欠压线圈的供电异常，欠压线圈动作，使得断路器不能合闸，能够实现短路及过载保护，且不存在接触器带载分断时的主触头粘连情况，可有效切断高压箱的主回路，降低了系统着火的风险。此外，欠压线圈与供电电源之间串联有开关元件，也就是令开关元件的干接点直接控制断路器的欠压线圈，能够在通信发生中断等异常情况时保证仍能有效切断主回路，及时起到保护作用。
附图说明
16.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
17.图1是相关技术中的高压箱的主回路拓扑图；
18.图2是相关技术中的电池管理系统和控制器的拓扑图；
19.图3是根据本实用新型的一个实施例的高压箱的主回路拓扑图；
20.图4是根据本实用新型的一个实施例的电池管理装置和控制器的拓扑图。
21.附图标号说明：
22.1'：高压箱；11'：电池接口；12'：充放电接口；13'：隔离开关；14'：第一接触器；141'：第一吸引线圈；15'：第二接触器；151'：第二吸引线圈；16'：熔断器；17'：分流器；18'：急停按钮；2'：电池管理系统；3'：控制器；
23.1：高压箱；11：电池接口；12：充放电接口；13：断路器；131：欠压线圈；132：开关元件；14：第一接触器；141：第一吸引线圈；15：第二接触器；151：第二吸引线圈；16：熔断器；17：分流器；2：电池管理装置；3：控制器。
具体实施方式
24.现在，将参照附图详细地描述根据本实用新型的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。
25.本实用新型的实施例提供了一种用于储能设备的高压箱和相应的储能设备，以解决如何及时、有效地切断高压箱主回路的问题。
26.图3是根据本实用新型的一个实施例的高压箱的主回路拓扑图。
27.参照图3，本实用新型一方面的实施例提供了一种高压箱1，包括电池接口11、充放电接口12和断路器13。其中，电池接口11用于连接储能设备的电池组件；充放电接口12用于连接储能设备的储能变流模块；断路器13设置在连接电池接口11与充放电接口12的正极连接线与负极连接线上，具体可选用塑壳断路器。断路器13设有欠压线圈131，当系统异常时，欠压线圈131的供电异常，欠压线圈131动作，使得断路器13不能合闸，能够实现短路及过载保护，且不存在接触器带载分断时的主触头粘连情况，可有效切断高压箱1的主回路，降低了系统着火的风险。此外，欠压线圈131与供电电源之间串联有开关元件132，开关元件132具体为急停按钮，也就是令急停按钮的干接点直接控制断路器13的欠压线圈131，不必传递通信信号，能够在通信发生中断等异常情况时保证仍能有效切断主回路，及时起到保护作用。
28.可见，总体来说，欠压线圈131能够在系统发生异常时因供电异常而动作，也能在系统判断需要断开电源时动作(此时系统可通过调节欠压线圈131的供电电源来控制其动作)，还能在系统无法自动判断出断电需求(例如停机检修)时，在人为触发开关元件132的情况下动作，切断主回路，同时断路器13进行分励，可为系统提供多维度保护，取代相关技术中不具备保护功能和自动分断功能的隔离开关，并可避免接触器粘连导致系统着火的问题。
29.可选地，如图3所示，断路器13直接连接到电池接口11。由于断路器13能够对自身到充放电接口12之间的所有异常进行保护，通过将断路器13与电池接口11直接连接，也就是将高压箱1的主回路上的其他元器件均设置在断路器13和充放电接口12之间，使得电池组件后端任何一点发生异常，都可以得到全面保护，确保了系统的安全运行。
30.可选地，如图3所示，高压箱1还包括：设置在正极连接线上的第一接触器14与设置在负极连接线上的第二接触器15，能够在断路器13切断主回路时，实现主回路的空载接通与断开，适用于频繁操作，有助于保障系统可靠运行。其中，第一接触器14和第二接触器15连接在断路器13与充放电接口12之间，一旦出现异常，就能够利用断路器13断开第一接触器14和第二接触器15与电池组件的连接，确保了系统的安全运行。
31.图4是根据本实用新型的一个实施例的电池管理装置和控制器的拓扑图。
32.可选地，参照图4，第一接触器14的第一吸引线圈141与第二接触器15的第二吸引线圈151电连接到储能设备的电池管理装置2。吸引线圈通电后产生的磁场可以吸引接触器中的动铁芯，实现接触器的开闭。通过将第一吸引线圈141和第二吸引线圈151电连接到电池管理装置2，可利用电池管理装置2统一控制第一接触器14和第二接触器15的开闭，实现对系统的可靠保护。
33.可选地，如图3所示，高压箱1还包括设置在正极连接线上的熔断器16，当电流超过规定值时，熔断器16产生的热量使熔体熔断，断开高压箱1的主回路，可实现过电流保护，保障系统的可靠运行。其中，熔断器16连接在断路器13与第一接触器14之间，一旦出现异常，就能够利用断路器13断开熔断器16与电池组件的连接，确保了系统的安全运行。
34.可选地，如图3所示，高压箱1还包括设置在负极连接线上的分流器17，可测量主回路的电流，实现对主回路的运行情况检测。其中，分流器17连接在断路器13与第二接触器15之间，一旦出现异常，就能够利用断路器13断开分流器17与电池组件的连接，确保了系统的
安全运行。
35.本实用新型另一方面的实施例提供了一种储能设备，包括上述的高压箱1、与电池接口11电连接的电池组件、与充放电接口12电连接的储能变流模块，因而具备该高压箱1的全部有益技术效果，在此不再赘述。
36.可选地，储能设备还包括箱体，箱体内设有用于容纳电池组件和高压箱1的第一容纳仓、用于容纳储能变流模块的第二容纳仓。通过将电池组件、高压箱和储能变流模块集成在同一个箱体内，可将储能设备作为一个整体进行移动、运输，使得储能设备外形简洁。通过在箱体内配置第一容纳仓和第二容纳仓，一方面可以为各个发热部件留足间距，降低各发热部件相互传递热量而影响工作性能的风险，同时便于气流流通带走热量，提升散热效果，确保了储能设备稳定运行；另一方面可以固定各部件之间的相对位置，确保即使在移动、运输的过程中，各部件之间也能维持稳定的连接，减少了后续使用时排查连接是否断开的工作。
37.可选地，储能设备还包括如图4所示的电池管理装置2和控制器3，电池管理装置2设于高压箱1内，电池管理装置2与高压箱1的第一接触器14的第一吸引线圈141以及第二接触器15的第二吸引线圈151电连接，可利用电池管理装置2统一控制第一接触器14和第二接触器15的开闭，实现对系统的可靠保护。控制器3作为主控，通信地连接到电池管理装置2，可将控制信号发送到电池管理装置2，以完成对电池组件的维护，也可接收电池管理装置2检测到的电池组件的运行参数，实时了解电池组件的运行情况，进而及时做出调整，保证了整个储能设备的稳定运行。具体地，电池管理装置2可以设置在高压箱1内，以便于连接第一吸引线圈141和第二吸引线圈151。对于储能设备还包括箱体的情况，控制器3可以设置在高压箱1内，也可以和高压箱1一起设置在第一容纳仓内，还可以设置在额外的第三容纳仓内，其中第三容纳仓可以是专门设置的容纳仓，也可是高压箱1内、第一容纳仓和第二容纳仓之外自然形成的空间，本实用新型在此不作限制。
38.根据本实用新型的实施例的高压箱1，在电池接口11和充放电接口12之间设置具有欠压线圈131的断路器13，当系统异常时，欠压线圈131的供电异常，欠压线圈131动作，使得断路器13不能合闸，能够实现短路及过载保护，且不存在接触器带载分断时的主触头粘连情况，可有效切断高压箱1的主回路，降低了系统着火的风险。此外，欠压线圈131与供电电源之间串联有开关元件132，也就是令开关元件132的干接点直接控制断路器13的欠压线圈131，能够在通信发生中断等异常情况时保证仍能有效切断主回路，及时起到保护作用。
39.虽然上面已经详细描述了本实用新型的实施例，但本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，可对本实用新型的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本实用新型的实施例的精神和范围内。