一种电池控制器、光伏储能装置及光伏储能系统的制作方法

    专利2026-03-03  5


    本技术涉及光伏储能领域,并且更具体地,涉及一种电池控制器、光伏储能装置及光伏储能系统。


    背景技术:

    1、光伏储能系统一般包括电池控制器(battery control unit,bcu)和电池包,可以根据逆变器管理系统要求进行电能的储存和释放。bcu主要应用在光伏发电系统和电池包之间实现功率的平衡和调节。在光照条件不稳定或负载需求变化时,bcu可以获取光伏发电系统的输出功率等信息并根据需求进行调整。此外,bcu还能实现电池包的充电和放电控制,当光伏发电系统输出功率过大超出负载需求时,多余的能量可以被存储在电池包中;而当负载需求大于光伏发电系统输出功率时,储存的能量可以被释放以满足负载需求。

    2、bcu模块的误开启或者误关闭会导致整体光伏储能与负载以及光伏发电系统组成的功率回路之间的误导通、或者误关断,从而导致负载端的意外断电、意外送电等情况。针对bcu增加防误操作模块,可以进一步保证负载用电的稳定性。

    3、因此,针对bcu采取适当的防误操作措施是必要的。如何设计一种具有易用性强、用户友好性高、低成本且易安装实施的防误操作限位结构的bcu是领域内的研究热点之一。


    技术实现思路

    1、本技术提供一种电池控制器、光伏储能装置及光伏储能系统,通过防止在安装过程中电池控制器的误启动、在使用过程中电池控制器的误关闭,从而保障系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供的一种电池控制器中的限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    2、第一方面,提供了一种电池控制器,该电池控制器连接多个串联或并联的电池包的输出。电池控制器包括壳体、安装在壳体外部的旋钮开关、收容在壳体内部的开关电路。开关电路用于导通或关断多个电池包的输出,旋钮开关包括旋钮和限位件。具体的,旋钮从初始位置沿第一方向旋转第一角度时,开关电路在导通或关断之间切换。限位件安装于旋钮的旋转路径上,且限位件凸出于壳体表面。限位件用于当旋钮从初始位置沿第一方向旋转第二角度时抵住旋钮,第二角度小于等于第一角度。

    3、基于本技术方案,限位结构针对旋钮开关形成物理限位,通过简单限位件实现对旋钮开关的限位,以解决在关闭状态下电池控制器误开启、在工作过程中电池控制器误关闭的问题。本技术提供的限位结构具有结构简单、稳固的特征,保障了系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    4、应理解,在出厂为了便于运输,限位件可以不安装于壳体表面,随电池控制器一起运输。在用户现场交付安装电池控制器时,安装完成后,根据用户需求,将旋钮开关开启以导通开关电路,并将限位件安装在壳体上形成限位结构,以防止电池控制器误关闭,从而防止开关电路误断开。还可以根据用户需求,将旋钮开关保持在关闭状态,并将限位件安装在壳体上形成限位,以防止电池控制器误开启,从而防止开关电路误导通。

    5、应理解,在未安装限位件时,旋钮可以沿任意方向任意旋转不受限位结构的限制。当旋钮处于初始位置开关电路为导通状态时,旋钮从初始位置沿第一方向旋转第一角度时,开关电路从导通状态切换为断开状态,此时安装的限位件,可以防止旋钮开关误关闭,从而防止开关电路误关断。当旋钮处于初始位置开关电路为关断状态时,旋钮从初始位置沿第一方向旋转第一角度时,开关电路从关断状态切换为导通状态,此时安装的限位件,可以防止旋钮开关误开启,从而防止开关电路误导通。

    6、应理解,第一方向可以包括顺时针方向,还可以包括逆时针方向,具体的旋转方向应以旋钮开关的结构特性决定,本技术对此不作特殊限定。

    7、应理解,在旋钮开关未安装限位件时,旋钮可以任意旋转。在功率回路处于关断状态下安装限位件,将限制旋钮沿第一方向旋转第一角度,即限制功率回路导通。在功率回路处于导通状态下安装限位件,将保持旋钮处于沿第一方向旋转第一角度的位置,即限制功率回路关断。

    8、应理解,在一些实施例中,电池包也被称为电池扩展模块、电池组、电池模组、pack等,仅为名称的指代,不对本技术的保护范围构成任何限定。

    9、应理解,在一些实施例中,电池控制器(battery control unit,bcu)也被称为bcu、功率控制器、电池控制单元等,仅为名称的指代,不对本技术的保护范围构成任何限定。

    10、应理解,在一些实施例中,光伏储能系统也被称为光伏储能装置、户用储能系统、户用储能装置等,仅为名称的指代,不对本技术的保护范围构成任何限定。

    11、应理解,该电池控制器连接多个串联或并联的电池包,该电池控制器和多个电池包形成功率回路,电池控制器控制功率回路的导通或关断。在功率回路导通状态下,电池控制器控制电池包的输出和输入,电池控制器根据接收到指令信息调节电池包的输出和输入进行电能的释放和存储。该指令信息包括逆变系统或者光伏发电系统等输出的调节指令信息。

    12、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,限位件的远离壳体的表面的上沿相对于壳体的表面的高度大于旋钮的靠近壳体的表面的下沿相对于壳体的表面的高度,以防止旋钮继续旋转。

    13、基于本技术方案,通过限定限位件上沿与旋钮下沿的相对位置和相对尺寸,使限位件的上沿高于旋钮的下沿,使得限位件对旋钮形成限位。通过简单限位件实现对旋钮开关的限位,以解决在关闭状态下电池控制器误开启、在工作过程中电池控制器误关闭的问题。本技术提供的限位结构具有结构简单、稳固的特征,保障了系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    14、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,旋钮包括沿旋钮的旋转轴线的径向延伸的条状结构的旋转手柄。

    15、基于本技术方案,旋钮包括条状结构的旋转手柄,限位件通过限制条状结构的旋转手柄进一步旋转从而对旋转手柄形成限位。通过简单限位件实现对旋钮开关的限位,以解决在关闭状态下电池控制器误开启、在工作过程中电池控制器误关闭的问题。本技术提供的限位结构具有结构简单、稳固的特征,保障了系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    16、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,旋钮还包括旋转底盘。旋转手柄固定于旋转底盘上,并具有沿旋转轴线的径向突出旋转底盘的突出部。限位件安装于突出部的旋转路径上,限位件用于当突出部从初始位置沿第一方向旋转第二角度时抵住突出部。限位件的上沿的高度大于突出部的靠近壳体的表面的下沿相对于壳体的表面的高度。

    17、基于本技术方案,旋钮还包括旋转底盘,旋转手柄固定在底盘上并具有突出部,限位件通过对突出部进行限位从而实现对旋钮的限位。通过简单限位件实现对旋钮开关的限位,以解决在关闭状态下电池控制器误开启、在工作过程中电池控制器误关闭的问题。本技术提供的限位结构具有结构简单、稳固的特征,保障了系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    18、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,壳体设置有第一孔洞,限位件可拆卸设置于第一孔洞。

    19、基于本技术方案,旋钮开关还包括第一孔洞,限位件可拆卸安装于第一孔洞。当未安装限位件时,第一孔洞的上沿高度低于旋钮的下沿高度,不影响旋钮的旋转。在旋钮处于初始位置时安装限位件,防止功率回路误导通;在旋钮沿第一方向旋转大于第一角度时,安装限位件,防止功率回路误关断。限位结构针对旋钮开关形成物理限位,通过简单限位件实现对旋钮开关的限位,以解决在关闭状态下电池控制器误开启、在工作过程中电池控制器误关闭的问题。本技术提供的限位结构具有结构简单、稳固的特征,保障了系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,本技术提供限位结构具有较小的体积、较低的生产成本并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    20、应理解,第一孔洞设置在壳体上,第一孔洞用于可拆卸安装限位件,当限位件安装于第一孔洞内时,旋钮开关处于限位状态,限位件在旋钮从初始位置沿第一方向旋转第二角度时抵住旋钮。当限位件未安装于第一孔洞时,旋钮开关处于未限位状态,旋钮从初始位置沿第一方向旋转第一角度后可继续旋转,第一孔洞的上沿低于旋钮的下沿高度。

    21、应理解,第一孔洞设置旋钮的旋转路径上,第一孔洞与旋钮旋转轴心的连线与旋钮初始位置的轴线的夹角小于等于第一角度。

    22、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,旋钮设置有第二孔洞,在限位件不限位的情况下,第二孔洞存放限位件。

    23、基于本技术方案,在电池控制器出厂时或者限位结构未启用时,限位件存放于第二孔洞内,进一步防止限位件的丢失,也进一步降低了电池控制器的运输成本,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    24、应理解,第二孔洞的尺寸可以与第一孔洞尺寸相同,也可以与第一孔洞尺寸不同,第二孔洞的具体尺寸以限位件的尺寸为基准进行设计,本技术对此不作特殊限定。

    25、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第二孔洞设置于旋钮的旋转轴线的位置。

    26、基于本技术方案,第二孔洞设置在旋钮开关上厚度最大的区域,在限位结构不限位的情况下存放限位件,进一步节省在bcu外壳上设置孔洞的成本,减少了设置孔洞的加工难度,也进一步降低了电池控制器的运输成本,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    27、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一孔洞包括密封螺套,限位件包括螺钉。

    28、基于本技术方案,使用螺钉作为限位件,在限位结构处于限位情况时,将螺钉安装在第一孔洞中对旋钮开关形成限位,最大限度降低了限位结构的生产升本,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    29、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一孔洞包括密封轴孔,限位件包括止位轴。

    30、基于本技术方案,使用圆柱形止位轴作为限位件,在限位结构处于限位情况时,将止位轴安装在第一孔洞中对旋钮开关形成限位,在限位结构处于不限位情况时可以不借助其他工具即可完成拆卸操作,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    31、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,限位件通过铰链与旋钮开关或壳体连接。

    32、基于本技术方案,使用铰链将限位件固定在旋钮开关或bcu外壳上,防止在限位结构在拆卸过程中丢失,提升了光伏储能系统的稳定性,也进一步提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    33、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,限位件包括按压弹性结构件。壳体设置有第一孔洞,按压弹性结构件安装于第一孔洞。其中,在限位件不限位的情况下,按压弹性结构件被按压锁定于第一孔洞内。在限位件限位的情况下,按压弹性结构件被按压伸出于第一孔洞,以防止所述旋钮继续旋转。

    34、基于本技术方案,限位结构通过按压结构实现对旋钮开关的限位,限位结构处于限位情况时,通过按压限位结构使限位件弹出,弹出时的限位件上沿高度高于突出部的下沿高度;限位结构处于不限位情况时,通过再次按压使限位件嵌入第一孔洞内,此时限位件的上沿高度低于突出部的下沿高度。本技术提供的技术方案通过按压结构实现对旋钮开关的限位,保障了光伏储能系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,按压结构的限位结构具有较小的体积并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    35、结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,当按压弹性结构件被按压伸出第一孔洞时,按压弹性结构件的远离壳体的表面的上沿相对于壳体的表面的高度大于旋钮的靠近壳体的表面的下沿相对于壳体的表面的高度。

    36、基于本技术方案,限位结构通过按压结构实现对旋钮开关的限位,并且根据按压弹性结构件与旋钮的相对尺寸实现限位。本技术提供的技术方案通过按压结构实现对旋钮开关的限位,保障了光伏储能系统的安全性,以期增强光伏储能系统的稳定性;进一步的,按压结构的限位结构具有较小的体积并且易于安装,从而减小了电池控制器的安装体积,提升了光伏储能系统后期运维的便利性以及用户友好性。

    37、第二方面,提供了一种光伏储能装置。该光伏储能装置包括第一方面或者第一方面的各种实现方式的电池控制器和电池包。电池控制器控制电池包充电或放电,电池控制器控制光伏储能装置的开启或关闭。

    38、第三方面,提供了一种光伏储能系统,该光伏储能系统与逆变系统连接,并存储逆变系统输出的电能、或向逆变系统输出存储的电能。光伏储能系统包括第一方面或者第一方面的各种实现方式的电池控制器和电池包,电池控制器控制电池包的充电状态和放电状态的切换,电池控制器控制光伏储能系统的开启或关闭。


    技术特征:

    1.一种电池控制器,其特征在于,所述电池控制器连接多个串联或并联的电池包的输出,所述电池控制器包括壳体、安装在所述壳体外部的旋钮开关、收容在所述壳体内部的开关电路,所述开关电路用于导通或关断多个所述电池包的输出,所述旋钮开关包括旋钮和限位件,其中,

    2.根据权利要求1所述的电池控制器,其特征在于,包括:

    3.根据权利要求1所述的电池控制器,其特征在于,所述旋钮包括沿所述旋钮的旋转轴线的径向延伸的条状结构的旋转手柄。

    4.根据权利要求3所述的电池控制器,其特征在于,所述旋钮还包括旋转底盘,所述旋转手柄固定于所述旋转底盘上,并具有沿所述旋转轴线的径向突出所述旋转底盘的突出部;

    5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池控制器,其特征在于,所述壳体设置有第一孔洞,所述限位件可拆卸安装于所述第一孔洞。

    6.根据权利要求5所述的电池控制器,其特征在于,所述旋钮设置有第二孔洞,在所述限位件不限位的情况下,所述第二孔洞存放所述限位件。

    7.根据权利要求6所述的电池控制器,其特征在于,所述第二孔洞设置于所述旋钮的旋转轴线的位置。

    8.根据权利要求5所述的电池控制器,其特征在于,所述第一孔洞包括密封螺套,所述限位件包括螺钉。

    9.根据权利要求5所述的电池控制器,其特征在于,所述第一孔洞包括密封轴孔,所述限位件包括止位轴。

    10.根据权利要求5所述的电池控制器,其特征在于,所述限位件通过铰链与所述旋钮开关或所述壳体连接。

    11.根据权利要求1至4中任一项所述的电池控制器,其特征在于,所述限位件包括按压弹性结构件,所述壳体设置有第一孔洞,所述按压弹性结构件安装于所述第一孔洞,其中,

    12.根据权利要求11所述的电池控制器,其特征在于,当所述按压弹性结构件被按压伸出所述第一孔洞时,包括:

    13.一种光伏储能装置,其特征在于,包括:权利要求1至12中任一项所述的电池控制器和电池包,所述电池控制器控制所述电池包充电或放电,所述电池控制器控制所述光伏储能装置的开启或关闭。

    14.一种光伏储能系统,其特征在于,与逆变系统连接,并存储所述逆变系统输出的电能、或向所述逆变系统输出存储的电能,所述光伏储能系统包括:权利要求1至12中任一项所述的电池控制器和电池包,所述电池控制器控制所述电池包的充电状态和放电状态的切换,所述电池控制器控制所述光伏储能系统的开启或关闭。


    技术总结
    本申请提供一种电池控制器、光伏储能装置及光伏储能系统,该电池控制器连接多个串联或并联的电池包的输出。电池控制器包括壳体、安装在壳体外部的旋钮开关、收容在壳体内部的开关电路。开关电路用于导通或关断多个电池包的输出,旋钮开关包括旋钮和限位件。旋钮从初始位置沿第一方向旋转第一角度时,开关电路在导通或关断之间切换。限位件安装于旋钮的旋转路径上,且限位件凸出于壳体表面。限位件用于当旋钮从初始位置沿第一方向旋转第二角度时抵住旋钮,第二角度小于等于第一角度。本申请通过小体积、低成本、易安装的限位结构防止电池控制器在安装过程中误启动、在使用过程中误关闭,保障了系统的安全性,减小了电池控制器的安装体积。

    技术研发人员:罗英桀,梁杰,林敏,肖冠男
    受保护的技术使用者:华为数字能源技术有限公司
    技术研发日:20230802
    技术公布日:2024/4/29
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