【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及儲能系統領域，特別側重于開發一種高效、經濟和可用的解決方案，該解決方案可以適應從住宅到電網規模的儲能的各種應用。
技術介紹
1、緩解氣候變化的緊迫性日益增加，推動了可再生能源技術的快速發展。這些技術，如太陽能和風能，提供了一個充滿希望的未來，擁有豐富、經濟高效的能源，對環境的影響最小。盡管有這種潛力，但可再生能源在間歇性方面面臨著重大限制——這些能源只在光照或刮風時產生能量，而不一定在需要能量時產生能量。為了充分發揮其潛力并從基于石化燃料的能源系統過渡，需要高效經濟的儲能解決方案。
2、儲能系統提供了一種將來自可再生能源的發電與需求相匹配的方法。它們儲存在高發電量和低需求期間產生的多余能量，當需求超過發電量時將其釋放回電網。因此，它們提供了充分利用可再生能源的可能性，有助于減少對石化燃料的依賴，并顯著降低溫室氣體排放。
3、多年來，已經開發了許多儲能系統，從抽水蓄能到鉛酸、鋰離子等電池技術，以及固態電池和液流電池等新技術。然而，這些解決方案往往伴隨著一系列挑戰。例如，抽水蓄能雖然有效，但需要大空間和特定的地理特征，使其不適合大多數應用。另一方面，電池技術可能成本高昂，具有不同程度的能量密度，并且通常需要復雜的電池管理系統（bms）來確保安全高效的運行。這些系統的壽命和維護也帶來了相當大的挑戰，導致了高昂的資本成本和電子廢物。
4、此外，對高效儲能的需求不僅限于電網規模。儲能在較小規模上也至關重要，例如在住宅、商業和工業環境中。這些應用提出了自己獨特的挑戰，例如空間限制、獨特的能源
5、當前的解決方案通常需要針對每個應用領域進行獨特的產品設計，這使得它們既昂貴又難以維護。例如，住宅太陽能/電池系統通常需要結合太陽能逆變器和電池逆變器功能的混合逆變器。此外，由于其特定的能源要求和安裝環境，每個電網規模的應用都需要定制設計。這些挑戰加大了創建可輕松部署和服務的經濟高效的儲能解決方案的難度。
6、盡管在這方面取得了進展，但現有的技術和解決方案并沒有充分應對這些挑戰，對可再生能源的廣泛采用構成了重大障礙。因此，迫切需要一種經濟、高效、持久、易于維護且適用于各種應用領域的儲能解決方案。本專利技術旨在解決這些缺點并提供這樣的解決方案。
技術實現思路
1、參考附圖，顯示了一種儲能系統，可連接到主電網（并網）或獨立于主電網（離網）使用。
2、本專利技術在在先專利提出的概念上做了擴展，所述在先專利包括
3、1.?wo2015184512a1?“電力轉換方法及系統”,
4、2.?wo2015184511a1?“用于檢測電力轉換系統中連接器故障的系統和方法”,
5、3.?w02016008003a1?“用于控制電力轉換系統的方法”,?和
6、4.?wo2019113647a1?“電池包”
7、這些上述專利通過引用并入本文。本專利技術引入了多層附加功能和實用性，以顯著的方式增強了在先的專利：
8、1.本文提出的能量存儲系統具有高容量設計，具有改進的電磁干擾（emi）和電磁兼容性（emc）合規性。與之前描述的電池組相比，它還提供了簡化的電芯更換和安裝。這些改進是通過權利要求和以下描述中概述的特征實現的。
9、2.本專利技術提出了一種具有串聯和并聯連接的系統，提供增強的冗余以及商業和公用事業儲能選項。該設計的細節在隨后的權利要求和說明書中詳細說明。
10、3.與以前的系統相比，這種儲能系統還提供了改進的浪涌保護和測試能力。這些增強的具體細節在即將提出的權利要求和說明中進行了概述。我們最初的專利技術點是儲能系統，這是本專利技術的關鍵。該系統包括多個細長隔室，每個隔室都設計用于容納儲能電芯串。每個隔室都配有可訪問的開口，專門設計用于方便安裝和拆卸這些儲能電芯。
11、這些隔室的結構可以容納兩個或多個在其范圍內相鄰排列的儲能電芯。此外，該系統還包含一個保持結構，將所述電芯串牢牢地壓在一起。這種設置確保了可靠的電流路徑，形成了我們儲能系統的骨干。
12、此外，該系統還集成了復雜的平衡機制。該機制具有一個平衡系統，其包括連接相鄰電芯結合處的電接線片。該機制還具有將電荷移入或移出這些電接線片的手段。這使得電芯能夠充電或放電，從而協調它們的電壓。這種復雜而高效的過程使長電芯串能夠平衡，而不需要復雜的布線。
13、后續章節將進一步闡述本專利技術的詳細方面，以及其操作、安裝和益處的具體細節。
14、根據以下系統的附圖說明添加特征，該附圖說明描述了最著名的實施例作為非限制性示例：
15、圖1：用于儲能電池的擠壓鋁管的俯視圖
16、圖1提供了擠壓鋁管的鳥瞰圖，該鋁管是專門為容納電芯存儲而設計的。此圖中展示的布局和功能提供了有關此設置如何支持電芯系統高效運行和安全的見解。
17、圖1的關鍵要素：
18、?電池電芯和pcb：該管設計用于并排容納兩個電池電芯（項1）。這些電芯由負責電池系統電平衡的印刷電路板（pcb）（項目2）隔開。
19、?擠壓螺孔：該設計包含擠壓螺孔（項目4），便于牢固地連接到注塑帽上。這些螺孔是保持結構完整性和確保剛性配合的組成部分。
20、?絕緣：管設計的一個顯著特征是在電芯和管之間提供第二層雙重絕緣（項目3）。這種額外的安全措施提供了一種堅固的屏障，可以降低電干擾或電擊的風險。額外的絕緣層還可以防止腐蝕和電芯質量差或收縮膜損壞。
21、?pcb夾具：布局還包括pcb夾具，策略性地定位為在增強絕緣的同時為pcb提供支撐。這些夾具不僅可以保持pcb的位置，還可以確保其安全性。
22、?重疊隔熱層：首先，安裝重疊隔熱層（項目3和5）以進一步提高安全標準。該層在保持爬電距離方面尤為重要，爬電距離是兩個導電部分之間或導電部分與設備邊界表面之間的最短路徑，沿絕緣表面測量。
23、圖1所示的布局全面概述了擠壓鋁管的復雜設計，表明了鋁管設計背后的深思熟慮，特別是在確保電池存儲系統的安全性和實用性方面。
24、圖2a：交流電池儲電網透視圖
25、圖2a提供了有組織網格結構的離軸、自上而下的透視圖，顯示了擠壓鋁管的有效利用。該圖顯示了容納28個管的4x7網格布置，并與詳細說明產生階梯式交流電壓的電氣布置的示意圖（圖6）對齊。
26、圖2a的關鍵要素：
27、?電池組之間的步進：（項7）指向產生步進電壓的開關位置，標志著從儲存的直流電到可用的交流輸出的轉換。可以看出，步進與電池組的布局是橫向的。將左側（項9）設為0v，管中的串聯電池各為72v，右側（項9）的輸出電壓范圍為-504v至+504v。
28、?補償器的互連（項9）：該功能顯示了位于后續pcb上的補償器的互連位置。補償器是將階梯式交流電轉換為適合使用的正弦波的重要組件，與階梯式機制協同調節和調制電壓電平，從而本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.本專利技術是一種能量儲存系統，其包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述平衡機構配備有感測單元，所述感測單元通過多路復用裝置主動測量所述儲能電芯的電壓水平；該系統還具有可編程電壓調節器，其通過所述多路復用裝置與電芯連接；所述感測單元、電壓調節器和多路復用裝置協同工作，以平衡容納在每個所述細長隔室內的整體儲能電芯串上的測量或計算電壓水平。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述平衡機構采用飛跨電容結構。
4.根據權利要求1至3所述的系統，其特征在于：所述多個細長隔室由鋁管形成，所述鋁管包括用于印刷電路板的所述保持機構；這些PCB位于兩個或多個電芯之間。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于：其中在所述電芯和所述鋁之間施加第二層絕緣；所述保持結構由絕緣材料組成，所述絕緣材料延伸到所述電芯和鋁之間的所述絕緣層之外，從而提供足夠的爬電距離，以確保在給定所述系統的電壓情況下安全運行。
6.根據權利要求1至5所述的系統，其特征在于：采用額外的絕緣層來屏蔽外部金屬表面，從而創建了一個具有加強絕緣的系統，保
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于：所述額外的絕緣層由擠壓聯鎖塑料波紋材料組成。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于：所述額外的絕緣層包括一層或多層包裝材料，其中所述包裝材料是可收縮材料或乙烯基包裝材料。
9.根據權利要求1至8所述的系統，其特征在于：一串中的所述儲能電芯在安裝前焊接在一起。
10.根據權利要求1至9所述的系統，其特征在于：所述平衡機構的接線片與彈簧銷結合，用于與所述電芯的所述電感測端子接觸。
11.根據權利要求1至10所述的系統，其特征在于：所述細長隔室垂直地安裝在基板上；通過鉸鏈或銷釘，所述基板從細長隔室中可拆卸，從而有助于方便所述電芯串的安裝和拆卸。
12.根據權利要求1至11所述的系統，其特征在于：所述電芯串由電芯串彈簧固定到位，這些電芯串彈簧還由彈簧蓋固定到位。
13.根據權利要求12所述的系統，其特征在于：所述彈簧蓋由彈簧夾固定，并且可以通過使用工具按壓所述彈簧夾的凸耳來釋放。
14.根據權利要求12所述的系統，其特征在于：所述彈簧蓋通過旋轉鎖扣或閂鎖機構固定到位。
15.根據權利要求1至14所述的系統，其特征在于：適用于連接到電力系統的交流電壓由連接的逆變器提供。
16.根據權利要求1至14所述的系統，其特征在于：適于連接到電力系統的交流電壓由產生正弦波的逐步近似的階梯式電芯串和平滑電壓階躍的串聯的補償器產生，從而產生交流電壓。
17.根據權利要求16所述的系統，其特征在于：所述補償器是有源裝置，其產生與階梯式交流波形和適合連接到電力系統的所需交流波形之間的差對應的波形。
18.根據權利要求16所述的系統，其特征在于：所述補償器包括饋送濾波電容的電感。
19.根據權利要求1至18所述的系統，其特征在于：產生交流電壓的柱。
20.根據權利要求1至19所述的系統，其特征在于：所述柱串聯在一個回路中，通過微小的電壓調整來維持儲能電芯上的電荷平衡，從而導致不平衡的電流流動，使一個柱優先于另一個柱充電或放電。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.本發明是一種能量儲存系統，其包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述平衡機構配備有感測單元，所述感測單元通過多路復用裝置主動測量所述儲能電芯的電壓水平；該系統還具有可編程電壓調節器，其通過所述多路復用裝置與電芯連接；所述感測單元、電壓調節器和多路復用裝置協同工作，以平衡容納在每個所述細長隔室內的整體儲能電芯串上的測量或計算電壓水平。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述平衡機構采用飛跨電容結構。
4.根據權利要求1至3所述的系統，其特征在于：所述多個細長隔室由鋁管形成，所述鋁管包括用于印刷電路板的所述保持機構；這些pcb位于兩個或多個電芯之間。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于：其中在所述電芯和所述鋁之間施加第二層絕緣；所述保持結構由絕緣材料組成，所述絕緣材料延伸到所述電芯和鋁之間的所述絕緣層之外，從而提供足夠的爬電距離，以確保在給定所述系統的電壓情況下安全運行。
6.根據權利要求1至5所述的系統，其特征在于：采用額外的絕緣層來屏蔽外部金屬表面，從而創建了一個具有加強絕緣的系統，保護人員免受潛在危險電壓的影響。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于：所述額外的絕緣層由擠壓聯鎖塑料波紋材料組成。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于：所述額外的絕緣層包括一層或多層包裝材料，其中所述包裝材料是可收縮材料或乙烯基包裝材料。
9.根據權利要求1至8所述的系統，其特征在于：一串中的所述儲能電芯在安裝前焊接在一起。
10.根據權利要求1至9所述的系統，其特征在于：所述平...
【專利技術屬性】
技術研發人員：凱文·戴維斯，亞歷山大·戴維斯，
申請(專利權)人：桑維爾特克私人有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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