一种储能电源的保护方法及电路与流程

专利2026-09-16  1


本发明涉及电源领域,具体涉及一种储能电源的保护方法及电路。


背景技术:

1、随着新能源技术的发展,储能电源也逐渐走进人们的生活生产中,成为在生产生活中不可或缺的一部分。伴随着储能电源的快速发展以及其应用场景的扩展,储能电源成为需要满足人们在各种不同直流电压等级工作场景的需求,这就需要储能电源具有便捷和便利、模块化的特性,同时由于其需要适应各种不同的用电设备的电压等级,因此需要其具有可扩展性好以及灵活适应不同电压等级的特性。在其匹配各种需求的同时,模块化的储能电源需要各个微型功率单元具有良好的启动和保护策略,以阻止储能电源在使用时受到过压、过流以及短路等故障时对储能电源以及工业设备的损害,在满足驱动工业设备的同时能够正常保护储能电源中的各个微型功率单元,尽可能减少对储能电源的损害,提升储能电源的使用寿命,降低故障带来的使用风险。

2、在相关技术中,虽然存在对储能电源的保护方法,但在对储能电源的保护中只能实现对电源的检测,保护电路不能根据负载的需求对储能电源进行相应的变更,也不能在充电时对充电回路进行实时检测及异常处理。

3、因此,如何提供一种根据负载的需求进行变化的储能电源又能实时保护的储能电源的方法,是目前亟需解决的技术问题。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明提供一种储能电源的保护方法及电路,以解决上述技术问题。

2、为达到上述目的及其他相关目的,本技术提供的技术方案如下。

3、第一方面,本技术提供一种储能电源的保护方法,应用于储能电源的保护电路,所述保护电路包括储能电源、多个控制单元及主控制器,所述储能电源中包括多个微型功率单元及负载单元,所述主控制器分别与每个控制单元、每个微型功率单元、所述负载单元连接,所述多个控制单元与所述多个微型功率单元一一对应连接,多个微型功率单元依次级联,第一个微型功率单元、最后一个微型功率单元与所述负载单元电路连接,每个微型功率单元通过多个驱动开关和多个逆变开关控制输出,所述方法包括:

4、当所述储能电源处于放电状态时,监控每个微型功率单元及所述负载单元,得到多个电源运行信息及负载运行信息;

5、若任意一个所述电源运行信息或所述负载运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述负载单元中工作的放电开关;

6、若所述电源运行信息和所述负载运行信息恢复正常,则所述主控制器闭合所述微型功率单元中多个逆变开关、驱动开关以及所述负载单元中放电开关;

7、其中,所述电源运行信息包括采样电压、采样电流及电池温度,所述负载运行信息包括负载电压、负载电流。

8、于本技术一实施例中,若任意一个所述电源运行信息或所述负载运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述负载单元中工作的放电开关,包括:若任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应的的驱动开关,再断开多个所述逆变开关以及所述放电开关;若所述负载运行信息异常,则先断开多个所述逆变开关以及所述放电开关,再断开所述驱动开关。

9、于本技术一实施例中,若任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应的的驱动开关,再断开多个所述逆变开关以及所述放电开关,包括:所述控制单元基于所述电源运行信息断开所述微型功率单元中处于工作状态的驱动开关;所述控制单元基于所述电源运行信息产生电源故障信号,并将所述电源故障信号发送至所述主控制器;所述主控制器响应所述电源故障信号,并断开多个所述逆变开关和所述放电开关,关闭所述储能电源。

10、于本技术一实施例中,若所述负载运行信息异常,则先断开多个所述逆变开关以及所述放电开关,再断开所述驱动开关,包括:所述主控制器断开多个所述逆变开关以及所述放电开关;所述主控制器根据所述负载运行信息产生负载故障信号,并将所述负载故障信号发送至每个控制单元;每个控制单元响应所述负载故障信号,并断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,关闭所述储能电源。

11、于本技术一实施例中,若所述电源运行信息和所述负载运行信息恢复正常,所述主控制器闭合所述微型功率单元的多个逆变开关、驱动开关以及所述负载单元中放电开关,包括:所述主控制器获取所述储能电源的放电需求并根据所述放电需求将多个所述逆变开关和所述放电开关设为工作状态,并对每个控制单元发送使能信号;每个控制单元响应所述使能信号,并根据所述使能信号将每个所述驱动开关设置为工作状态。

12、于本技术一实施例中,所述储能电源还包括充电单元,第一个微型功率单元、最后一个微型功率单元与所述充电单元电路连接,所述方法还包括:当所述储能电源处于充电状态时,监控每个微型功率单元及所述充电单元,得到多个所述电源运行信息及充电运行信息;若任意一个所述电源运行信息或所述充电运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述充电单元中工作的充电开关;若所述电源运行信息和所述充电运行信息恢复正常,则所述主控制器闭合所述微型功率单元中多个逆变开关、驱动开关以及所述充电单元中充电开关;其中,所述充电运行信息包括充电电压、充电电流。

13、于本技术一实施例中,若任意一个所述电源运行信息或所述充电运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述充电单元中工作的充电开关,包括:若所述任意一个所述电源运行信息异常,则先断开所述驱动开关,再断开多个所述逆变开关及所述充电开关;若所述充电运行信息异常,则先断开所述充电开关和多个所述逆变开关,再断开所述驱动开关。

14、于本技术一实施例中,若所述电源运行信息和所述充电运行信息恢复正常,则所述主控制器闭合所述微型功率单元中多个逆变开关、驱动开关以及所述充电单元中充电开关;所述主控制器获取所述储能电源的充电需求并根据所述充电需求将多个所述逆变开关和所述充电开关设为工作状态,并对每个控制单元发送使能信号;每个控制单元响应所述使能信号,并根据所述使能信号将每个所述驱动开关设置为工作状态。

15、第二方面,本技术还提供一种储能电源的保护电路,包括:

16、多个微型功率单元,用于叠加每个电源输出电压,得到电源输出总电压,通过微型功率单元进行逆变处理,得到所述电源输出电压;

17、负载单元,用于对所述电源输出总电压进行滤波,得到负载驱动电压,并将所述负载驱动电压作用于负载设备;

18、充电单元,用于在电源输出电压满足预设低电压阈值时,对所述微型功率单元中的电源进行充电;

19、多个控制单元,用于对一一对应的微型功率单元进行电压、电流及温度采样,得到多个电源运行信息;

20、主控制器,用于对所述负载单元和所述充电单元进行电压、电流采样,得到负载运行信息及充电运行信息;

21、所述控制单元确定任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,再通过所述主控制器断开多个所述逆变开关以及处于工作状态的所述放电开关或充电开关;

22、所述主控制器确定所述负载运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述放电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关;

23、所述主控制器确定所述充电运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述充电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关;

24、所述储能电源的所述电源运行信息、所述负载运行信息及所述充电运行信息从异常状态恢复,所述主控制器控制所述储能电源恢复异常前的工作状态;

25、其中,所述电源运行信息包括采样电压、采样电流及电池温度,所述负载运行信息包括负载电压、负载电流,所述充电运行信息包括充电电压、充电电流。

26、于本技术另一实施例中,所述微型功率单元包括充放电子单元和逆变子单元,所述充放电子单元接所述逆变子单元,所述充放电子单元接所述控制单元,所述逆变子单元接所述主控制器。

27、于本技术另一实施例中,所述控制单元确定任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,再通过所述主控制器断开多个所述逆变开关以及处于工作状态的所述放电开关或充电开关,包括:所述控制单元断开对应的充放电子单元中处于工作状态的驱动开关,并根据所述电源运行信息产生电源故障信号,将所述电源故障信号发送至所述主控制器,所述主控制器响应所述电源故障信号,并断开每个逆变子单元中工作的逆变开关、所述负载单元中工作的放电开关或所述充电单元中工作的充电开关。

28、于本技术另一实施例中,所述主控制器确定负载运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述放电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,包括:所述主控制器断开每个逆变子单元中的逆变开关以及所述负载单元中的放电开关,并根据所述负载运行信息产生负载故障信号,将所述负载故障信号发送至每个控制单元,每个控制单元响应所述负载故障信号,并断开每个充放电子单元中工作的驱动开关。

29、于本技术另一实施例中,所述主控制器确定所述充电运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述充电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,包括:所述主控制器断开每个逆变子单元中的逆变开关以及所述充电单元中的充电开关,并根据所述充电运行信息产生充电故障信号,将所述充电故障信号发送至每个控制单元,每个控制单元响应所述充电故障信号,并断开每个充放电子单元中工作的驱动开关。

30、本技术提供一种储能电源的保护方法及电路,该方法包括:提供的储能电源包括多个微型功率单元和负载单元,多个微型功率单元级联,通过微型功率单元中的多个驱动开关和多个逆变开关控制输出;对微型功率单元和负载单元进行监控,得到电源运行信息和负载运行信息;若电源运行信息或负载运行信息异常,则断开微型功率单元中处于工作状态的驱动开关、每个微型功率单元中处于工作状态的逆变开关。本技术对储能电源中供电端和负载端的运行状态进行监控,在某一端异常发生时,快速做出对应的紧急制动措施,避免某个微型功率单元或负载单元出现过压、过流等故障时损坏到其他微型功率单元,提升储能电源的整体安全性,保障储能电源的使用寿命。


技术特征:

1.一种储能电源的保护方法,其特征在于,应用于储能电源的保护电路,所述保护电路包括储能电源、多个控制单元及主控制器,所述储能电源中包括多个微型功率单元及负载单元,所述主控制器分别与每个控制单元、每个微型功率单元、所述负载单元连接,所述多个控制单元与所述多个微型功率单元一一对应连接,多个微型功率单元依次级联,第一个微型功率单元、最后一个微型功率单元与所述负载单元电路连接,每个微型功率单元通过多个驱动开关和多个逆变开关控制输出,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若任意一个所述电源运行信息或所述负载运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述负载单元中工作的放电开关,包括:

3.根据权利要求2所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应的的驱动开关,再断开多个所述逆变开关以及所述放电开关,包括:

4.根据权利要求2所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若所述负载运行信息异常,则先断开多个所述逆变开关以及所述放电开关,再断开所述驱动开关,包括:

5.根据权利要求1所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若所述电源运行信息和所述负载运行信息恢复正常,所述主控制器闭合所述微型功率单元的多个逆变开关、驱动开关以及所述负载单元中放电开关,包括:

6.根据权利要求1所述的储能电源的保护方法,其特征在于,所述储能电源还包括充电单元,第一个微型功率单元、最后一个微型功率单元与所述充电单元电路连接,所述方法还包括:

7.根据权利要求6所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若任意一个所述电源运行信息或所述充电运行信息异常,则断开对应的微型功率单元中工作的驱动开关、多个逆变开关以及所述充电单元中工作的充电开关,包括:

8.根据权利要求6所述的储能电源的保护方法,其特征在于,若所述电源运行信息和所述充电运行信息恢复正常,则所述主控制器闭合所述微型功率单元中多个逆变开关、驱动开关以及所述充电单元中充电开关;

9.一种储能电源的保护电路,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的储能电源的保护电路,其特征在于,所述微型功率单元包括充放电子单元和逆变子单元,所述充放电子单元接所述逆变子单元,所述充放电子单元接所述控制单元,所述逆变子单元接所述主控制器。

11.根据权利要求10所述的储能电源的保护电路,其特征在于,所述控制单元确定任意一个所述电源运行信息异常,则先断开对应微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,再通过所述主控制器断开多个所述逆变开关以及处于工作状态的所述放电开关或充电开关,包括:所述控制单元断开对应的充放电子单元中处于工作状态的驱动开关,并根据所述电源运行信息产生电源故障信号,将所述电源故障信号发送至所述主控制器,所述主控制器响应所述电源故障信号,并断开每个逆变子单元中工作的逆变开关、所述负载单元中工作的放电开关或所述充电单元中工作的充电开关。

12.根据权利要求10所述的储能电源的保护电路,其特征在于,所述主控制器确定负载运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述放电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,包括:所述主控制器断开每个逆变子单元中的逆变开关以及所述负载单元中的放电开关,并根据所述负载运行信息产生负载故障信号,将所述负载故障信号发送至每个控制单元,每个控制单元响应所述负载故障信号,并断开每个充放电子单元中工作的驱动开关。

13.根据权利要求10所述的储能电源的保护电路,其特征在于,所述主控制器确定所述充电运行信息异常,则先通过主控制器断开多个所述逆变开关和所述充电开关,再通过所述多个控制单元断开所述多个微型功率单元中处于工作状态的驱动开关,包括:所述主控制器断开每个逆变子单元中的逆变开关以及所述充电单元中的充电开关,并根据所述充电运行信息产生充电故障信号,将所述充电故障信号发送至每个控制单元,每个控制单元响应所述充电故障信号,并断开每个充放电子单元中工作的驱动开关。


技术总结
本申请提供一种储能电源的保护方法及电路,该方法包括:提供的储能电源包括多个微型功率单元和负载单元,多个微型功率单元级联,通过微型功率单元中的多个驱动开关和多个逆变开关控制输出;对微型功率单元和负载单元进行监控,得到电源运行信息和负载运行信息;若电源运行信息或负载运行信息异常,则断开微型功率单元中处于工作状态的驱动开关、每个微型功率单元中处于工作状态的逆变开关。本申请对储能电源中供电端和负载端的运行状态进行监控,在某一端异常发生时,快速做出对应的紧急制动措施,避免某个微型功率单元或负载单元出现过压、过流等故障时损坏到其他微型功率单元,提升储能电源的整体安全性,保障储能电源的使用寿命。

技术研发人员:蒲强,陈显平,张果
受保护的技术使用者:深圳平创半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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