CN102647013A - 蓄电池充电控制保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄电池充电控制保护方法，首先通过侦测整流模块的输出电压，并比较输出电压是否大于一预设的安全电压，若是，则保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，若否，则进一步判断监控单元是否产生充电过流警告信号，若否，则保持上述限流保护措施，若是，则表明测量蓄电池的电流传感器失效，则控制整流模块增大其输出电压至预设的安全电压，保证整流模块有足够的输出能力给负载设备供电，而避免交流供电正常而蓄电池放电，最终导致负载设备断电的问题；此外，在电流传感器正常时，仍保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，以避免可能出现对蓄电池充电过流的情况，有效延长蓄电池的使用寿命。

Description

蓄电池充电控制保护方法

技术领域

本发明涉及一种直流电源领域，特别是涉及一种直流电源系统中的蓄电池充电控制保护方法。

背景技术

通信电源系统以及数据机房使用的高压直流电源系统配置有用于测量蓄电池的充电电流的电流传感器，再利用监控单元根据电流传感器所测量的数值调节整流模块的输出，监控单元根据计算结果，反馈调节整流模块的输出电压，当蓄电池的充电电流大于限流设定值时，降低整流模块的输出电压，当蓄电池的充电电流小于限流设定值时，升高整流模块的输出电压，使充电电流始终保持在设定的限流值上，以铅酸蓄电池为例，其充电电流一般是蓄电池标称容量的10％，表示为0.1C₁₀，其充电电流如果超过0.25C₁₀会损坏铅酸蓄电池，因此，蓄电池的充电限流显得尤为重要。

当电流传感器出现故障，会返回错误的电流信号，导致监控单元错误的判断蓄电池的电流。一般会出现3种失效情况，一是返回充电电流一直很大；二是返回充电电流一直很小，几乎为零；三是一直返回放电电流。第一种情况的危害很大，当监控单元读到充电电流很大，为了保护蓄电池，会降低整流模块的输出电压，而由于此时电流传感器故障，由该电流传感器所返回的充电电流值不会减少，在没有特别保护措施的情况下，会出现整流模块的输出电压持续下降，蓄电池不断放电，直流电源系统不会上报放电告警，当蓄电池的能量放光时，就会出现市电正常时负载设备断电的事故。

为了解决这个问题，现有的做法是定义一个负载电流保护参数，在充电限流状态下，监控单元控制所有整流模块的总输出电流不小于此负载电流保护参数值。维护人员根据客户负载电流大小调整设定此参数，如此，以在电流传感器失效时，保证整流模块的输出电流大于实际负载，不会出现蓄电池放电的状况。

但是这个做法存在一些缺点，首先是负载电流保护参数经常设置不准确，因为直流电源设备出厂时不可能知道客户实际负载大小，做不到准确设置。如果此参数设置过小，起不到保护作用，电流传感器故障时，整流模块总输出小于实际负载电流，蓄电池还是会放电；如果此参数设置的过大，即负载电流保护参数大于充电限流参数，又会使充电限流控制不能正常运行，比如市电停电，蓄电池深放电，市电恢复后，充电电流会很大，可能大于0.25 C₁₀，若只是单纯的充电限流控制，则应该降低整流模块的输出电压，但是，由于负载电流保护参数的存在，整流模块的输出电流还小于负载电流保护参数值，不允许降低输出电压，结果导致整流模块的输出电压一直保持在较高的值，充电电流无法变小，造成大电流充电，进而影响蓄电池的寿命。其次是当客户扩容时，实际负载电流会变大，此负载电流保护参数需要同时修正，维护工作步骤多，容易被忽略。

因此，如何提出一种蓄电池充电控制保护方法，以在保证负载设备用电的同时，有效地延长蓄电池的使用寿命，实为目前急待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种蓄电池充电控制保护方法，以在保证负载设备用电的同时，有效地延长蓄电池的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种无需长期维护的蓄电池充电控制保护方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种蓄电池充电控制保护方法，其应用在直流电源系统中，其中，所述直流电源系统包括交流配电单元、连接所述交流配电单元的整流模块、连接所述整流模块的直流配电单元、监控单元，且所述直流配电单元的输出端外接蓄电池和负载设备，而所述监控单元控制所述整流模块的输出电压，所述监控单元用以监测所述蓄电池的充电电流，且当所述充电电流大于预设的充电过流值即产生充电过流警告信号，所述蓄电池充电控制保护方法包括：

1)侦测所述整流模块的输出电压；

2)比较所侦测的输出电压是否大于一预设的安全电压，若是，则进至步骤3)，否则，进至步骤4)；

3)对所述蓄电池的充电电流执行限流保护操作，接着，返回至步骤1)；以及

4)监测所述监控单元是否产生充电过流警告信号，若否，则进至步骤3)，若是，则控制所述整流模块增大其输出电压至所述预设的安全电压，接着，返回至步骤1)。

本发明的蓄电池充电控制保护方法中的步骤3)进一步包括：

3-1)判断所述监控单元所监测的蓄电池的充电电流是否大于所述预设的充电限流值，若是，则进至下一步骤3-2)，若否，则返回步骤1)；

3-2)控制所述整流模块降低其输出电压，接着，返回至步骤1)。

在本发明的蓄电池充电控制保护方法中，所述预设的充电限流值小于所述预设的充电过流值。所述预设的安全电压是由所述蓄电池的充电特性以及电压等级而确定的。所述蓄电池的充电电流是通过电流传感器的测量得到的。

如上所述，本发明的蓄电池充电控制保护方法是通过侦测整流模块的输出电压，并将该输出电压与一预设的安全电压作比较，当该输出电压大于该预设的安全电压，则保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，当该输出电压不大于预设的安全电压时，则进一步判断监控单元是否产生充电过流警告信号，若否，则仍然保持上述限流保护措施，若是，则表明此时测量蓄电池的电流传感器失效，则控制整流模块增大其输出电压至该预设的安全电压，进而保证整流模块有足够的输出能力给负载设备供电，而避免交流供电正常而蓄电池放电，最终导致负载设备断电的问题；此外，本发明在输出电压不大于预设的安全电压且判断监控单元产生充电过流警告信号的状态之外，仍保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，以避免在电流传感器运行正常时，可能出现对蓄电池充电过流的情况；而且本发明所预设的安全电压是由蓄电池的充电特性以及电压等级而确定的，与直流电源系统所应用的负载设备的负载大小无关，也解决了现有技术中使用其设置与负载设备的负载大小有关的负载电流保护参数，容易造成设置不当，而导致保护功能失去作用，或者需要因应不同负载大小而改变负载电流保护参数，造成维护工作量大，且容易被忽视的问题。

附图说明

图1显示为本发明的蓄电池充电控制保护方法在单次循环中的操作流程图。

图2显示为直流电源系统的结构方块图。

元件标号说明

S100~S140               步骤

11                      交流配电单元

12                      整流模块

13                      直流配电单元

14                      监控单元

15                      传感器

21                      负载设备

22                      蓄电池

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明提供一种蓄电池充电控制保护方法，其应用在直流电源系统中，其中，如图2所示，该直流电源系统至少包括交流配电单元11、连接该交流配电单元11的整流模块12、其输入端连接该整流模块12且其输出端外接负载设备21和蓄电池22的直流配电单元13、监控单元14以及分别连接该蓄电池22与该监控单元14的电流传感器15，而该监控单元14用以控制该整流模块12的输出电压，通过该电流传感器15监测该蓄电池22的充电电流，且当该充电电流大于预设的充电过流值即产生一充电过流警告信号。以下即对本发明的蓄电池充电控制保护方法执行单次循环的操作步骤进行详细说明。

如图1所示，首先执行步骤S100，侦测该整流模块的输出电压。接着，执行步骤S110。由于侦测电压的手段为本领域所熟知的技术，于此不再为文赘述。

在步骤S110中，比较所侦测的输出电压是否大于一预设的安全电压，若是，则进至步骤121，若否，则进至步骤S122。其中，该预设的安全电压是由所使用的蓄电池的充电特性以及电压等级而确定的，例如，针对电压等级为48V的铅酸类型的蓄电池，该预设的安全电压设为50V；针对电压等级为240V的铅酸类型的蓄电池，该预设的安全电压设为250V；针对电压等级为336V的铅酸类型的蓄电池，该预设的安全电压设为350V。

在步骤S121中，判断该监控单元所监测的蓄电池的充电电流是否大于该预设的充电限流值，若是，则进至步骤S130，若否，则结束本次循环操作。其中，该预设的充电限流值小于该预设的充电过流值。

在步骤S122中，监测该监控单元是否产生充电过流警告信号，若否（表明电流传感器运行正常），则进至步骤S121，若是（表明电流传感器出故障而失效），则进至步骤S140。

在步骤S130中，控制该整流模块降低其输出电压，并结束本次循环操作。

在步骤S 140中，控制该整流模块增大其输出电压至该预设的安全电压，并结束本次循环操作。以在电流传感器失效而返回蓄电池的充电电流过大时，能保持蓄电池有一定的容量，避免出现交流供电正常而蓄电池放电，最终导致负载设备断电的问题，而且也可以为下次碰到交流供电停止时提供一定的后备时间，而不至于出现负载设备立即断电的状况。

此处需予以说明的是，上述实施例仅列示说明应用本发明的蓄电池充电控制保护方法在单次循环中的操作步骤，在实际应用过程中，只要直流电源系统在运作，始终应用本发明的蓄电池充电控制保护方法重复上述步骤，进行不停的循环，以在保证负载设备用电的同时，有效地延长蓄电池的使用寿命。

综上所述，本发明的蓄电池充电控制保护方法主要是通过侦测整流模块的输出电压，并比较输出电压是否大于一预设的安全电压，若是，则保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，若否，则进一步判断监控单元是否产生充电过流警告信号，若无充电过流警告信号，则仍然保持上述限流保护措施，若有警告信号，则表明测量蓄电池的电流传感器失效，则控制该整流模块增大其输出电压至该预设的安全电压，使蓄电池能够保持一定的容量，而避免交流供电正常而蓄电池放电，最终导致负载设备断电的问题，也防止下次交流供电停止时负载设备立即断电的状况，有效地保证负载设备的用电；此外，在电流传感器正常时，仍保留使用现有的蓄电池的充电电流的限流保护措施，以避免可能出现对蓄电池充电过流的情况，有效延长蓄电池的使用寿命；而且本发明的预设的安全电压是由蓄电池的充电特性以及电压等级而确定的，与直流电源系统所应用的负载大小无关，在直流电源设备交割时，蓄电池类型和电压等级是已知的，预设的安全电压可以得到正确的设置，只要设置好安全电压参数，即使负载设备没有接入，整流模块的输出电流全部给已放空的蓄电池充电，最大的充电电流也在合理的范围内，不会损害蓄电池，如此，即可有效地解决现有技术中使用其设置与负载设备的负载大小有关的负载电流保护参数，容易造成设置不当，而导致保护功能失去作用的问题，具有良好的经济效益。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种蓄电池充电控制保护方法，其应用在直流电源系统中，其中，所述直流电源系统包括交流配电单元、连接所述交流配电单元的整流模块、连接所述整流模块的直流配电单元、监控单元，且所述直流配电单元的输出端外接蓄电池和负载设备，而所述监控单元控制所述整流模块的输出电压，所述监控单元用以监测所述蓄电池的充电电流，且当所述充电电流大于预设的充电过流值即产生充电过流警告信号，其特征在于，所述蓄电池充电控制保护方法包括：

1)侦测所述整流模块的输出电压；

2)比较所侦测的输出电压是否大于一预设的安全电压，若是，则进至步骤3)，否则，进至步骤4)；

3)对所述蓄电池的充电电流执行限流保护操作，接着，返回至步骤1)；以及

4)监测所述监控单元是否产生充电过流警告信号，若否，则进至步骤3)，若是，则控制所述整流模块增大其输出电压至所述预设的安全电压，接着，返回至步骤1)。

2.根据权利要求1所述的蓄电池充电控制保护方法，其特征在于：所述步骤3)进一步包括：

3-1)判断所述监控单元所监测的蓄电池的充电电流是否大于所述预设的充电限流值，若是，则进至下一步骤3-2)，若否，则返回步骤1)；

3-2)控制所述整流模块降低其输出电压，接着，返回至步骤1)。

3.根据权利要求2所述的蓄电池充电控制保护方法，其特征在于：所述预设的充电限流值小于所述预设的充电过流值。

4.根据权利要求1所述的蓄电池充电控制保护方法，其特征在于：所述预设的安全电压是由所述蓄电池的充电特性以及电压等级而确定的。

5.根据权利要求1所述的蓄电池充电控制保护方法，其特征在于：所述蓄电池的充电电流是通过电流传感器的测量得到的。

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