CN107086636A - 蓄电池组核对性放电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池组核对性放电系统及方法，涉及蓄电池组的维护装置和方法技术领域。所述系统包括后台服务器、综合通信网、管理主机、放电主控板、放电装置以及电池监测装置。所述管理主机的控制信号输出端与所述放电主控板的信号输出端连接，所述放电主控板的控制信号输出端与所述放电装置的控制信号输入端连接，所述放电主控板用于控制所述放电装置动作；所述放电装置串联于蓄电池组以及负载之间，所述放电装置用于接受所述放电主控板的控制信号，对蓄电池组进行直流放电。所述系统具有可自动的实现放电，维护效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池组的维护装置和方法技术领域，尤其涉及一种蓄电池组核对性放电系统及方法。
背景技术
蓄电池组作为电力通信系统的后备电源，对保障电力通信系统不间断供电具有十分重要的作用。出于蓄电池组自身的特性，除了对蓄电池组的日常检测以外，还需要定期对蓄电池组进行核对性放电，以达到核对蓄电池组的容量、活化蓄电池组的目的。传统的变电站通信蓄电池组的核对性放电维护，需由至少2名通信维护人员携带放电设备进入变电站，人工将放电设备接入蓄电池组，并将蓄电池组脱离电源系统，每次放电需要3~10小时才能完成，放电完毕后将蓄电池组接回电源系统，由于变电站多数站点偏远、所需放电时间较长、人工接线存在安全风险等因素，造成蓄电池组维护消耗大量的人力、物力，维护效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可自动的实现放电，维护效率高的蓄电池组核对性放电系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：包括后台服务器、综合通信网、管理主机、放电主控板、放电装置以及电池监测装置，蓄电池组的采样输出端与所述电池监测装置的信号输入端连接，所述电池监测装置的信号输出端与所述后台服务器的采样信号输入端连接，所述电池监测装置用于采集蓄电池组的电压和电流信息；所述后台服务器的控制信号输出端经所述综合通信网与所述管理主机的信号输入端连接，所述后台服务器模块用于根据输入的控制信号控制所述管理主机发出控制命令，所述综合通信网用于实现后台服务器与管理主机之间的通信；所述管理主机的控制信号输出端与所述放电主控板的信号输出端连接，所述放电主控板的控制信号输出端与所述放电装置的控制信号输入端连接，所述放电主控板用于控制所述放电装置动作；所述放电装置串联于蓄电池组以及负载之间，所述放电装置用于接受所述放电主控板的控制信号，对蓄电池组进行直流放电。
优选的，所述系统还包括充电模块和充电主控板，所述充电模块与所述蓄电池组的充电端连接，所述充电主控板的控制端与所述管理主机的控制输出端连接，所述充电主控板的控制输出端与所述充电模块的控制端连接，用于控制所述充电模块为所述蓄电池组进行充电。
优选的，所述电池监测装置通过RS485总线或RS232总线与所述蓄电池组连接。
进一步的技术方案在于：所述放电装置包括二极管组模块、boost升压电路模块以及常闭继电器模块，所述二极管组模块的正极、所述boost升压电路模块的正极以及继电器模块的一端相互连接后构成所述放电装置的第一接线端，所述蓄电池组的正极与所述放电装置的第一接线端连接；所述二极管组模块的负极、boost升压电路模块的负极以及常闭继电器模块的另一端相互连接后构成所述放电装置的第二接线端，所述第二接线端用直接或间接与负载连接。
进一步的技术方案在于：所述二极管组模块包括两个并联连接的二极管D1-D2。
进一步的技术方案在于：所述boost升压电路模块包括一个电感L、一个二极管D3以及一个MOSFET管M1，所述电感L与所述二极管D3串联，所述MOSFET管M1的源极与所述电感L1的一端连接，所述MOSFET管M1的漏极接所述电感L与所述二极管D3的结点，所述MOSFET管M1的栅极为所述升压电路模块的控制端。
进一步的技术方案在于：所述继电器模块为常闭继电器模块。
本发明还公开了一种蓄电池组核对性放电方法，其特征在于，包括如下步骤：电池监测装置采集蓄电池组的相关信息，并将该相关信息发送至后台服务器；后台服务器对所述电池监测装置采集的相关信息新型处理，并根据处理后的信息断是否需要对蓄电池组进行核对性放电，如果判断为需要对蓄电池组进行核对性放电实验，则通过综合通信网将控制命令传送给管理主机，管理主机发送控制命令给放电装置主控板，放电装置主控板控制放电装置工作，对蓄电池组进行直流放电。
进一步的技术方案在于：放电装置采用DC-DC升压后直接为直流系统负载供电的方式，进行直流放电，在直流系统中负载电流大于等于0.1C的前提下，通过BOOST升压实现0.1C恒流放电。
优选的：所述相关信息包括蓄电池组的总电压、充电电流、放电电流以及单体蓄电池组的电压和单体温度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：智能充放电管理系统采用直接为负载供电的放电技术，在通信电源负载所需电流大于等于蓄电池组0.1C电流的前提下，蓄电池组放出的电能直接为负载供电，实现0.1C恒流放电。放电过程不产生热量，放电环境的温度不受影响，确保了放电环境的安全性；带有电压校正功能，可随时对仪表的测量值进行校准修正，保证测量准确性；充电最大电流保护：控制蓄电池组最大充电电流为0.1C，防止蓄电池组被大电流充电冲击，导致蓄电池组损坏；防止充电损坏保护：充电时根据蓄电池组室内以及极柱温度智能控制充电电流，保证永远不会出现充电发热、臌胀损坏；
让蓄电池组睡眠，间歇充电：可自动控制蓄电池组充满电后，让蓄电池组处于休眠状态，令化学反应停止；也可自动进行间歇补充电，让蓄电池组永远处于满容量状态，大大减少蓄电池组缺液损失，延长蓄电池组寿命；远程在线监控：在线监测组端的总电压、总电流；单体电压、温度；远程放电维护：在负载电流大于等于0.1C的前提下，通过高精度BOOST升压电路将电池组端总电压升压至高于整流器电压，由电池组为负载供电，实现0.1C横流远程放电维护；如果不满足该前提，电流无法实现0.1C恒流，但控制在0.2C以内。系统安全：通过功率部件冗余设计、充电回路加入IGBT器件、工业级的器件、实时的电压、电流采集、闭环的控制等层层保障措施保证系统运行安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述系统的原理框图；
图2是本发明实施例所述系统中放电装置的原理图；
其中：1、蓄电池组 2、二极管组模块 3、boost升压电路模块 4、常闭继电器模块。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种蓄电池组核对性放电系统，包括后台服务器、综合通信网、管理主机、放电主控板、放电装置以及电池监测装置。蓄电池组的采样输出端与所述电池监测装置的信号输入端连接，所述电池监测装置的信号输出端与所述后台服务器的采样信号输入端连接，所述电池监测装置用于采集蓄电池组的电压和电流信息；所述后台服务器的控制信号输出端经所述综合通信网与所述管理主机的信号输入端连接，所述后台服务器模块用于根据输入的控制信号控制所述管理主机发出控制命令，所述综合通信网用于实现后台服务器与管理主机之间的通信；所述管理主机的控制信号输出端与所述放电主控板的信号输出端连接，所述放电主控板的控制信号输出端与所述放电装置的控制信号输入端连接，所述放电主控板用于控制所述放电装置动作；所述放电装置串联于蓄电池组以及负载之间，所述放电装置用于接受所述放电主控板的控制信号，对蓄电池组进行直流放电。
进一步的，如图1所示，所述系统还包括充电模块和充电主控板，所述充电模块与所述蓄电池组的充电端连接，所述充电主控板的控制端与所述管理主机的控制输出端连接，所述充电主控板的控制输出端与所述充电模块的控制端连接，用于控制所述充电模块为所述蓄电池组进行充电。
进一步的，如图2所示，所述放电装置包括二极管组模块、boost升压电路模块以及常闭继电器模块，所述二极管组模块的正极、所述boost升压电路模块的正极以及继电器模块的一端相互连接后构成所述放电装置的第一接线端，所述蓄电池组的正极与所述放电装置的第一接线端连接；所述二极管组模块的负极、boost升压电路模块的负极以及常闭继电器模块的另一端相互连接后构成所述放电装置的第二接线端，所述第二接线端用直接或间接与负载连接。
进一步的，如图2所示，所述二极管组模块包括两个并联连接的二极管D1-D2；所述boost升压电路模块包括一个电感L、一个二极管D3以及一个MOSFET管M1，所述电感L与所述二极管D3串联，所述MOSFET管M1的源极与所述电感L1的一端连接，所述MOSFET管M1的漏极接所述电感L与所述二极管D3的结点，所述MOSFET管M1的栅极为所述升压电路模块的控制端；所述继电器模块为常闭继电器模块。
放电主控板接受到放电命令后，控制常闭继电器模块断开；放电装置通过BOOST升压电路模块向负载提供0.1C的恒流供电。蓄电池组在放电如出现交流失电的现象，系统则可通过二极管组模块实现蓄电池组无缝为负载供电，同时取消放电，并闭合最右侧的常闭继电器模块；再次通过BOOST升压电路模块，精准提升并控制蓄电池组的电压，在负载电流大于等于0.1C的前提，实现0.1C恒流放电；常闭继电器模块用于保证在蓄电池智能充放电管理系统失效后，恢复直流系统原有的连接，充分保证直流系统的安全性。
智能充放电管理系统采用直接为负载供电的放电技术，在通信电源负载所需电流大于等于蓄电池组0.1C电流的前提下，蓄电池组放出的电能直接为负载供电，实现0.1C恒流放电。放电过程不产生热量，放电环境的温度不受影响，确保了放电环境的安全性；带有电压校正功能，可随时对仪表的测量值进行校准修正，保证测量准确性；充电最大电流保护：控制蓄电池组最大充电电流为0.1C，防止蓄电池组被大电流充电冲击，导致蓄电池组损坏；防止充电损坏保护：充电时根据蓄电池组室内以及极柱温度智能控制充电电流，保证永远不会出现充电发热、臌胀损坏；
让蓄电池组睡眠，间歇充电：可自动控制蓄电池组充满电后，让蓄电池组处于休眠状态，令化学反应停止；也可自动进行间歇补充电，让蓄电池组永远处于满容量状态，大大减少蓄电池组缺液损失，延长蓄电池组寿命；室外高温保护：因蓄电池组大部分时间休眠，化学反应停止，降低对温度依赖；远程在线监控：在线监测组端的总电压、总电流；单体电压、温度；远程放电维护：在负载电流大于等于0.1C的前提下，通过高精度BOOST升压电路将电池组端总电压升压至高于整流器电压，由电池组为负载供电，实现0.1C横流远程放电维护；如果不满足该前提，电流无法实现0.1C恒流，但控制在0.2C以内。系统安全：通过功率部件冗余设计、充电回路加入IGBT器件、工业级的器件、实时的电压、电流采集、闭环的控制等层层保障措施保证系统运行安全。
智能充放电管理系统采用直接为负载供电的放电技术，在通信电源负载所需电流大于等于蓄电池组0.1C电流的前提下，蓄电池组放出的电能直接为负载供电，实现0.1C恒流放电。放电过程不产生热量，放电环境的温度不受影响，确保了放电环境的安全性；带有电压校正功能，可随时对仪表的测量值进行校准修正，保证测量准确性；充电最大电流保护：控制蓄电池组最大充电电流为0.1C，防止蓄电池组被大电流充电冲击，导致蓄电池组损坏；防止充电损坏保护：充电时根据蓄电池组室内以及极柱温度智能控制充电电流，保证永远不会出现充电发热、臌胀损坏；
让蓄电池组睡眠，间歇充电：可自动控制蓄电池组充满电后，让蓄电池组处于休眠状态，令化学反应停止；也可自动进行间歇补充电，让蓄电池组永远处于满容量状态，大大减少蓄电池组缺液损失，延长蓄电池组寿命；室外高温保护：因蓄电池组大部分时间休眠，化学反应停止，降低对温度依赖；远程在线监控：在线监测组端的总电压、总电流；单体电压、温度；远程放电维护：在负载电流大于等于0.1C的前提下，通过高精度BOOST升压电路将电池组端总电压升压至高于整流器电压，由电池组为负载供电，实现0.1C横流远程放电维护；如果不满足该前提，电流无法实现0.1C恒流，但控制在0.2C以内。系统安全：通过功率部件冗余设计、充电回路加入IGBT器件、工业级的器件、实时的电压、电流采集、闭环的控制等层层保障措施保证系统运行安全。
终端管理主机的功能主要包括：接收来自服务器的命令，通过RS485总线控制其它装置工作，并获取其它装置的状态与数据。例如：从电池监测模块读取电池的电压、电流、内阻及温度数据。放电装置负责接受管理主机的命令，对接入装置的蓄电池组进行智能恒流放电，整个恒流放电过程无需管理主机干预。
放电方法采用DC-DC模式进行远程核容放电，DC-DC升压后直接为直流系统负载供电方式，在直流系统中负载电流大于等于0.1C的前提下，可通过BOOST升压实现0.1C横流放电，如不满组该前提，放电电流则无法控制，但可以保证<0.2C；同时本方案仅支持单组电池放电，不支持双组电池放电线路自动切换。
通信连接线为RS485通信数据连接线；连接蓄电池组的两根带铜耳正负极放电电缆；蓄电池放电系统管理软件采用B/S架构，可直接通过互联网接入，使用IE浏览器登录，方便客户随时随地掌控设备运行情况；系统可实时显示蓄电池运行详细数据：包括电池组总电压、充电电流、放电电流、单体电压、单体温度；每次维护作业完毕，可自动生成详细报表，对蓄电池健康状态做出分析，对落后的单体电池发出维修或更换通知；各种图表显示：总电压曲线图、单体电压曲线图、充电电流曲线图、充电放电电流曲线图、温度曲线图、特性比较图、容量柱状图等；同时可以根据电池组总电压与单体电压总和的压差分析出蓄电池组导电条的安装质量，并通知维护人员；可实现一键控制远程放电功能；可打印蓄电池测试报告；相关数据可以EXCEL格式导出。
本发明实施例还公开了一种蓄电池组核对性放电方法，包括如下步骤：电池监测装置采集蓄电池组的相关信息，并将该相关信息发送至后台服务器；后台服务器对所述电池监测装置采集的相关信息进行处理，并根据处理后的信息断是否需要对蓄电池组进行核对性放电，如果判断为需要对蓄电池组进行核对性放电实验，则通过综合通信网将控制命令传送给管理主机，管理主机发送控制命令给放电装置主控板，放电装置主控板控制放电装置工作，对蓄电池组进行直流放电。
Claims (10)
1.一种蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：包括后台服务器、综合通信网、管理主机、放电主控板、放电装置以及电池监测装置，蓄电池组的采样输出端与所述电池监测装置的信号输入端连接，所述电池监测装置的信号输出端与所述后台服务器的采样信号输入端连接，所述电池监测装置用于采集蓄电池组的电压和电流信息；所述后台服务器的控制信号输出端经所述综合通信网与所述管理主机的信号输入端连接，所述后台服务器模块用于根据输入的控制信号控制所述管理主机发出控制命令，所述综合通信网用于实现后台服务器与管理主机之间的通信；所述管理主机的控制信号输出端与所述放电主控板的信号输出端连接，所述放电主控板的控制信号输出端与所述放电装置的控制信号输入端连接，所述放电主控板用于控制所述放电装置动作；所述放电装置串联于蓄电池组以及负载之间，所述放电装置用于接受所述放电主控板的控制信号，对蓄电池组进行直流放电。
2.如权利要求1所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述系统还包括充电模块和充电主控板，所述充电模块与所述蓄电池组的充电端连接，所述充电主控板的控制端与所述管理主机的控制输出端连接，所述充电主控板的控制输出端与所述充电模块的控制端连接，用于控制所述充电模块为所述蓄电池组进行充电。
3.如权利要求1所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述电池监测装置通过RS485总线或RS232总线与所述蓄电池组连接。
4.如权利要求1所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述放电装置包括二极管组模块、boost升压电路模块以及常闭继电器模块，所述二极管组模块的正极、所述boost升压电路模块的正极以及继电器模块的一端相互连接后构成所述放电装置的第一接线端，所述蓄电池组的正极与所述放电装置的第一接线端连接；所述二极管组模块的负极、boost升压电路模块的负极以及常闭继电器模块的另一端相互连接后构成所述放电装置的第二接线端，所述第二接线端用直接或间接与负载连接。
5.如权利要求4所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述二极管组模块包括两个并联连接的二极管D1-D2。
6.如权利要求4所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述boost升压电路模块包括一个电感L、一个二极管D3以及一个MOSFET管M1，所述电感L与所述二极管D3串联，所述MOSFET管M1的源极与所述电感L1的一端连接，所述MOSFET管M1的漏极接所述电感L与所述二极管D3的结点，所述MOSFET管M1的栅极为所述升压电路模块的控制端。
7.如权利要求4所述的蓄电池组核对性放电系统，其特征在于：所述继电器模块为常闭继电器模块。
8.一种蓄电池组核对性放电方法，其特征在于，包括如下步骤：电池监测装置采集蓄电池组的相关信息，并将该相关信息发送至后台服务器；后台服务器对所述电池监测装置采集的相关信息新型处理，并根据处理后的信息断是否需要对蓄电池组进行核对性放电，如果判断为需要对蓄电池组进行核对性放电实验，则通过综合通信网将控制命令传送给管理主机，管理主机发送控制命令给放电装置主控板，放电装置主控板控制放电装置工作，对蓄电池组进行直流放电。
9.如权利要求8所述的蓄电池组核对性放电方法，其特征在于：放电装置采用DC-DC升压后直接为直流系统负载供电的方式，进行直流放电，在直流系统中负载电流大于等于0.1C的前提下，通过BOOST升压实现0.1C恒流放电。
10.如权利要求8所述的蓄电池组核对性放电方法，其特征在于：所述相关信息包括蓄电池组的总电压、充电电流、放电电流以及单体蓄电池组的电压和单体温度。
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