CN102005811A

CN102005811A - 采用磷酸铁锂电池的不间断电源

Info

Publication number: CN102005811A
Application number: CN2010106089006A
Authority: CN
Inventors: 宋青华; 徐海波; 韩军良
Original assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Current assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2011-04-06

Abstract

采用磷酸铁锂电池的不间断电源，包括输入滤波器、输出滤波器、手动旁路系统、旁路系统、整流器系统、充电系统、电池均衡控制系统、逆变器系统、静态开关和磷酸铁锂电池。本发明的不间断电源的核心储能电池采用新型材料的磷酸铁锂电池，电池的体积小，产品的放电性能高，高、低温环境下的放电性能好、快速充电、超长的使用寿命以及电池不含有环境有污染的元素，解决了现有不间断电源电池在使用上的各种不足。

Description

采用磷酸铁锂电池的不间断电源

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及采用磷酸铁锂电池的不间断电源。

背景技术

不间断电源（UPS）、逆变器，都有一种储能装置“蓄电池”，目前，市场上的不间断电源（UPS）的储能装置都是由“免维护铅酸蓄电池”来实现，而电池组是不间断电源（UPS）、逆变器系统中最为核心的组件之一，电池的重量与体积、放电容量的多少、放电电流特性、高低温放电特性、使用寿命，直接影响到不间断电源（UPS）的重量、体积、放电时间、可靠性，同时还涉及到电池对环境的污染等。

1）铅酸蓄电池在3C以上电流放电时，只能放出电池容量的30%以下；循铅酸蓄电池在充电时，其充电电流必须控制0.25C以下，在完全放电后，其充电时间需要在8小时才能充到电池容量的80%，直接影响到不间断电源（UPS）、逆变器的再次放电时间，直接影响到产品的可靠性；

2）环放电的使用寿命在300次左右，尤其在低温环境下放电容量更差；

3）铅酸蓄电池在寿命周期内，容量逐年下降；

4）铅酸蓄电池的主要原料是“铅”，对人体有害，其电池的生产、回收都直接影响到环境污染的不足。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种采用磷酸铁锂电池的不间断电源。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

采用磷酸铁锂电池的不间断电源，包括输入滤波器、输出滤波器、手动旁路系统、旁路系统、整流器系统、充电系统、电池均衡控制系统、逆变器系统、静态开关和磷酸铁锂电池，所述手动旁路系统连接于交流输入和交流输出之间，所述输入滤波器输入端连接于交流输入，所述输入滤波器输出端连接于所述旁路系统、整流器系统和充电系统的输入端，所述旁路系统的输出端连接于静态开关的一端，所述整流器系统的输出端连接于逆变器系统的输入端，所述充电系统的输出端连接于所述电池均衡控制系统的输入端和磷酸铁锂电池的充电端，所述电池均衡控制系统的输出端连接于所述磷酸铁锂电池的控制端，所述逆变器系统的输出端连接于所述静态开关的一端；所述静态开关的另一端连接于所述输出滤波器的输入端，所述输出滤波器的输出端连接于交流输出。

本发明的不间断电源的核心储能电池采用新型材料的磷酸铁锂电池，电池的体积小，产品的放电性能高，高、低温环境下的放电性能好、快速充电、超长的使用寿命以及电池不含有环境有污染的元素，解决了现有不间断电源电池在使用上的各种不足。

1.缩小整机、电池组的体积：电池/电池组的体积是原来铅酸电池的30%，重量只有铅酸电池的50%。

2.提高产品的放电性能，解决高、低温环境下的放电时间的问题。

3.高放电特性，在同等放电电流的情况下，铅酸电池与磷酸铁锂电池的放电率更高。

4.可大电流2C快速充放电，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起充电流可达2C,而铅酸电池的最大充电电流在≤0.3C,具有快速充电的特点，提高了放电的可靠性。

5. 普通的铅酸蓄电池的100%循环放电寿命为200-300次，而这种电池100%循环放电寿命大于1800次以上。

6.电池中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素，是绿色环保的技术。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的一个实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一个实施例的如图1所示，包括输入滤波器、输出滤波器、手动旁路系统、旁路系统、整流器系统、充电系统、电池均衡控制系统、逆变器系统、静态开关和磷酸铁锂电池，所述手动旁路系统连接于交流输入和交流输出之间，所述输入滤波器输入端连接于交流输入，所述输入滤波器输出端连接于所述旁路系统、整流器系统和充电系统的输入端，所述旁路系统的输出端连接于静态开关的一端，所述整流器系统的输出端连接于逆变器系统的输入端，所述充电系统的输出端连接于所述电池均衡控制系统的输入端和磷酸铁锂电池的充电端，所述电池均衡控制系统的输出端连接于所述磷酸铁锂电池的控制端，所述逆变器系统的输出端连接于所述静态开关的一端；所述静态开关的另一端连接于所述输出滤波器的输入端，所述输出滤波器的输出端连接于交流输出。

采用一种新形材料的“磷酸铁锂”蓄电池；做为“不间断电源（UPS）”的核心储能装置；其电池的工作原理：

Figure 2010106089006100002DEST_PATH_IMAGE001

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将不间断电源（UPS）储能电池/电池组更换为磷酸铁锂电池/电池组。

在单元磷酸铁锂离子电池组增加充、放电均压、均流、温控监控电路单元电路，这个均衡电路可以采用LTC6802-1（或其他同等功能）模块来实现。根据电池组数量的多少，可以选中多组串联(无需使用光耦合器或光隔离器)。在通过这个智能监控单元将检测的相关数据上传给充电控制系统，调整充电电压、电流等相关参数达到控制的效果。

不间断电源（UPS）内部充、放电系统控制点关键点如下:

以单节电池的电压达到3.45 V，电压的精度控制在±1%以内。

增加涓流充电模式,对电池进行保养性充电，对电池进行充电直至电池电压上升到一个安全值。

调整恒流充电状态，根据系统的不同，可以进行相应的调整，一般为0.3-3C之间。

增加电池温度检测，在充电过程中，当电池的温度达到一定值时，系统会对充电状态立即进行调整。

欠压保护系统，按单节电池的电压2.3 V，电压的精度控制在±1%的精确，保证精准的电池过放保护。

电池/电池组的控制：

对单元电池/电池组增加均流、均压、过压、欠压、温度监控。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.采用磷酸铁锂电池的不间断电源，其特征在于：包括输入滤波器、输出滤波器、手动旁路系统、旁路系统、整流器系统、充电系统、电池均衡控制系统、逆变器系统、静态开关和磷酸铁锂电池，所述手动旁路系统连接于交流输入和交流输出之间，所述输入滤波器输入端连接于交流输入，所述输入滤波器输出端连接于所述旁路系统、整流器系统和充电系统的输入端，所述旁路系统的输出端连接于静态开关的一端，所述整流器系统的输出端连接于逆变器系统的输入端，所述充电系统的输出端连接于所述电池均衡控制系统的输入端和磷酸铁锂电池的充电端，所述电池均衡控制系统的输出端连接于所述磷酸铁锂电池的控制端，所述逆变器系统的输出端连接于所述静态开关的一端；所述静态开关的另一端连接于所述输出滤波器的输入端，所述输出滤波器的输出端连接于交流输出。