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
技術領域：
本發(fā)明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：
目前，常見的用于控制電池組的方式有兩種，即使用電子開關和物理開關，但電子開關在高壓大電流情況下容易起火，不穩(wěn)定也不安全；物理開關需要人工手動操作，無法實現(xiàn)開關的自動閉合，操作麻煩。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種工作穩(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。本發(fā)明的技術方案是
其包括至少一個繼電器I (優(yōu)選S3系列繼電器)，各繼電器I 一端對應的與構成儲能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個數(shù)與大電池組個數(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IIK優(yōu)選S5系列繼電器)接太陽能板正極，各大電池組負極并接在一起接逆變器負極和太陽能板負極。還包括至少一個繼電器IV (優(yōu)選Sl系列繼電器)，各繼電器IV—端對應的與各大電池組正極連接，繼電器IV個數(shù)與大電池組個數(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；所有大電池組負極并接后接均衡DC/DC模塊的負極。還包括至少一個繼電器V (優(yōu)選S2系列繼電器)，各繼電器V—端對應的與各大電池組正極連接，繼電器V個數(shù)與大電池組個數(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，用于檢測和控制均衡DC/DC模塊的工作。至少兩個單體電池串聯(lián)構成一個小電池組，多個小電池組串聯(lián)構成大電池組，多個大電池組按需要并聯(lián)形成儲能電池模塊。當繼電器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，由電池組單獨給逆變器供電。當繼電器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，由太陽能板單獨給逆變器供電。當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，且超過預設閥值(預設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定最大值)時，需要進行模組間的均衡(即對各大電池組之間進行均衡)；如果其中一路或幾路電池充電電量過高，則導通各高電量的電池組對應連接的繼電器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電量較少的大電池組對應連接的繼電器IV (優(yōu)選Sl系列繼電器)導通后并聯(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模塊導通充電的時間，使所有大電池組電量一致性達到最優(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。本發(fā)明結構緊湊，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為本發(fā)明繼電器陣列和頂層電池管理系統(tǒng)連接結構示意圖2為電池組和底層電池管理系統(tǒng)、中層電池管理系統(tǒng)連接結構示意圖； 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)總體連接結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1，本實施例包括六個繼電器I，繼電器I選用S3系列繼電器，六個繼電器 I分別為S3-l、S3-2、S3-3、S3-4、S3-5、S3-6，各繼電器I 一端對應的與構成儲能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個數(shù)與大電池組個數(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，各大電池組負極并接在一起接逆變器負極和太陽能板PCS負極。還包括六個繼電器IV，繼電器IV選用Sl系列繼電器，六個繼電器IV分別為S1-1、
51-2、Sl-3、Sl-4、Sl-5、S1-6，各繼電器IV—端對應的與各大電池組正極連接，繼電器IV個數(shù)與大電池組個數(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。所有大電池組負極并接后接均衡DC/DC模塊的負極。還包括六個繼電器V，繼電器V選用S2系列繼電器，六個繼電器V分別為S2-1、
52-2、S2-3、S2-4、S2_5、S2-6，各繼電器V—端對應的與各大電池組正極連接，繼電器V個數(shù)與大電池組個數(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，用于檢測和控制均衡 DC/DC模塊的工作。參照圖2，兩個單體電池串聯(lián)構成一個小電池組，九個小電池組串聯(lián)構成一個大電池組，BT1000, BT100U…、BT1007、BT1008串聯(lián)構成一個大電池組，六個大電池組(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)形成儲能電池模塊(參見圖3)。參照圖2，每個小電池組帶一路溫度傳感器PTC，用于檢測小電池組溫度。每一個底層電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)測三個小電池組，監(jiān)測溫度、小電池組電壓。每一個大電池組由一個中層電池管理系統(tǒng)管理，帶一路電流采集傳感器M2，監(jiān)測大電池組充放電電流，通過內部總線從底層電池管理系統(tǒng)獲取每個小電池組的溫度、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)只負責電池電壓、電流、溫度參數(shù)的采集。所有繼電器的開、合動作都是由頂層電池管理系控制。當繼電器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，由電池組單獨給逆變器供電。當繼電器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單獨給逆變器供電。當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，且超過預設閥值(預設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定最大值)時，需要進行模組間的均衡(即對各大電池組之間進行均衡)；如果其中一路或幾路電池充電電量過高，則導通各高電量的電池組對應連接的繼電器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電量較少的大電池組對應接的繼電器IV(S1系列繼電器)導通后并聯(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模塊導通充電的時間，使所有大電池組電量一致性達到最優(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、充放電時間、電池溫度)計算每個大電池組充放電電量，通過控制繼電器陣列對高電量電池組放電或對低電量電池組充電，實現(xiàn)電池組間均衡。本發(fā)明通過頂層電池管理系統(tǒng)，根據(jù)實際需要采取時段控制或人工操作，控制何時通過電池組給逆變器供電對電網(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。當整個系統(tǒng)中任意一個小電池組出現(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)對外發(fā)出警報信息，并斷開出現(xiàn)故障部件。
權利要求
1.一種用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，包括至少一個繼電器I，各繼電器I 一端對應的與構成儲能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器I個數(shù)與大電池組個數(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，各大電池組負極并接在一起接逆變器負極和太陽能板負極。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于大型電池組控制的繼電器陣列，其特征在于，還包括至少一個繼電器IV，各繼電器IV—端對應的與各大電池組正極連接，繼電器IV個數(shù)與大電池組個數(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；所有大電池組負極并接后接均衡DC/DC模塊的負極。
3.根據(jù)權利要求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，還包括至少一個繼電器V，各繼電器V —端對應的與各大電池組正極連接，繼電器V個數(shù)與大電池組個數(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，用于檢測和控制均衡DC/DC模塊的工作。
全文摘要
一種用于大型電池組控制的繼電器陣列，其包括至少一個繼電器Ⅰ，各繼電器Ⅰ一端對應的與構成儲能電池模塊的各大電池組正極連接，繼電器Ⅰ個數(shù)與大電池組個數(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，各大電池組負極并接在一起接逆變器負極和太陽能板負極。本發(fā)明結構緊湊，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H02J7/00GK102280917SQ201110228149
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權日2011年8月10日
發(fā)明者劉宏兵, 林勇, 蔣福利, 賀永旦, 黃蘭妮 申請人:深圳科力遠新能源有限公司