CN108471162A - 一种基于数据中心的备用电池管理系统 - Google Patents

一种基于数据中心的备用电池管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108471162A
CN108471162A CN201710098589.7A CN201710098589A CN108471162A CN 108471162 A CN108471162 A CN 108471162A CN 201710098589 A CN201710098589 A CN 201710098589A CN 108471162 A CN108471162 A CN 108471162A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
reserve battery
communication
battery monomer
modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710098589.7A
Other languages
English (en)
Inventor
慈松
沙正勇
崔兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangjiang Technology Co Ltd
Original Assignee
Xiangjiang Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiangjiang Technology Co Ltd filed Critical Xiangjiang Technology Co Ltd
Priority to CN201710098589.7A priority Critical patent/CN108471162A/zh
Publication of CN108471162A publication Critical patent/CN108471162A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Abstract

本发明涉及一种基于数据中心的备用电池管理系统,其包括多个备用电池单体模块、通信模块、中央监控模块以及唤醒模块。每个备用电池单体模块分别连接至负载以供电给负载。该通信模块分别连接该些备用电池单体模块。该中央监控模块连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个备用电池单体模块之间的通信。该唤醒模块连接分别连接该些备用电池单体模块,以唤醒该些备用电池单体模块。因此,本发明的可利用多个备用电池单体模块而有效地均摊整个系统的大电流,以实现快速充、放电功能,实现备电零时间响应功能,且其功耗较低,且可任意扩展,其灵活性好,冗余性好,且可维护性好。

Description

一种基于数据中心的备用电池管理系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电池管理系统,具体公开一种基于数据中心的备用电池管理系 统。
背景技术
[0002] 伴随着数据中心的飞速发展,供电可靠性问题、能耗问题与空间问题一直伴随着 其发展。数据中心运营商亟待找到解决这些问题的有效方案。
[0003] 在当代数据中心供电系统中必须具备的备用能源有两种,一是备用发电机(或完 全独立的第二路市电),用于在主供电电网故障时继续维持数据中心正常运行;二是备用电 池,用于在主供电电网故障备用油机启动和切换时间内支持UPS继续向关键IT负载供电。
[0004] 数据中心依靠不间断供电电源(UPS)实现,这种方式存在以下问题:
[0005] 1、传统UPS由于在对数据中心服务器供电需要交流市电到直流变换,直流到交流 变化两步,两次变换中存在15%左右的能量损耗;
[0006] 2、UPS系统的集中式方式单独占用数据中心大量空间,造成数据中心单位空间的 效益下降;
[0007] 3、传统UPS采用铅酸电池储能,需要人工定期维护,故障率高、维护费用高。
发明内容
[0008] 为了解决现有技术中的缺陷,本发明的目的在于提供一种基于数据中心的备用电 池管理系统。
[0009] 本发明提供一种基于数据中心的备用电池管理系统,其包括多个备用电池单体模 块、通信模块、中央监控模块以及唤醒模块。其中,每个备用电池单体模块分别连接至负载 (数据中心,以下所述负载均可理解为数据中心)以供电给负载。该通信模块分别连接该些 备用电池单体模块。该中央监控模块连接该通信模块以通过该通信模块而实现其与每个备 用电池单体模块之间的通信,以实时监控该些备用电池单体模块的状态并转发使用者命 令。该唤醒模块分别连接该些备用电池单体模块,以唤醒该些备用电池单体模块。
[0010] 优选地,每个备用电池单体模块分别通过母排线而连接至该负载。
[0011] 优选地,每个备用电池单体模块分别包括电池、电池管理系统模块、AC/DC充电模 块以及DC/DC放电模块。该电池管理系统模块连接该电池以实时监控并保护该电池,且决定 该电池是执行充电操作还是放电操作。该AC/DC充电模块连接在交流电源与该电池管理系 统模块之间以执行该充电操作。该DC/DC放电模块,连接在该电池管理系统模块与负载之间 以执行该放电操作。
[0012] 优选地,该电池管理系统包括充电控制模块以及放电控制模块。该充电控制模块 连接该AC/DC充电模块,以配合该AC/DC充电模块而执行该充电操作。而该放电控制模块连 接该DC/DC放电模块,以配合该DC/DC放电模块而执行该放电操作。
[0013]优选地,该中央监控模块包括监控设备、电源接口以及通信接口。该监控设备用于 实时地监控该些备用电池单体模块的状态并转发该使用者命令,该电源接口连接至母排线 以获取电能,而该通信接口连接至该通信模块以通过通信模块而实现该中央监控模块与该 些备用电池单体模块之间的通信。
[0014] 优选地,该中央监控模块进一步包括休眠按钮,以使该备用电池管理系统进入休 眠省电状态。
[0015] 优选地,该通信模块包括通信总线以及多个通信收发器,其中每个通信收发器分 别连接在一个对应的备用电池单体模块与该通信总线之间。
[0016] 优选地,该唤醒模块包括唤醒总线多个唤醒按钮,其中每个唤醒按钮分别连接在 一个对应的备用电池单体模块与该通信总线之间。
[0017] 本发明的一种基于数据中心的备用电池管理系统可利用多个的备用电池单体模 块以有效地均摊整个系统中的大电流。而每个独立的备用电池单体模块可有效地实现快速 充、放电功能,且每个备用电池单体模块中的充、放电模块独立分开,因此其可有效地实现 备电零时间响应功能。此外,中央监控模块能有效地监控各个备用电池单体模块,其可与唤 醒模块相互配合从而使备用电池管理系统在正常工作模式与休眠省电模式之间进行切换, 从而降低了整个备用电池管理系统的功耗。此外,整个备用电池管理系统是利用通信模块 而实现多个备用电池单体模块的架构,因此备用电池单体模块可任意扩展,其灵活性好,冗 余性好,且可维护性好。
附图说明
[0018] 图1是数据中心供电系统示意图;
[0019] 图2为图1中所示的中央监控模块的示意图;
[0020]图3为图1中所示的通信模块的示意图;
[0021]图4为中备用电池单体模块的示意图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0023] 图1是数据中心供电系统示意图。如图1所示,供电系统100包括市电110、负载(数 据中心)120、母排线130以及备用电池管理系统140。在本实施例中,负载120正常工作所需 要的电能为48V的电压以及500A的电流,即负载120所需要的电能规格为48V/500A。
[0024] 其中,市电110连接一交流电源(例如市电),从而接收市电所提供的交流电(AC)并 将交流电转换成直流电(DC)。此外,市电110通过母排线130而连接负载120,因此市电所提 供的电能可通过市电供电模块110以及母排线130而提供给负载120,以利用市电而供电给 负载120。
[0025] 备用电池管理系统140包括多个备用电池单体模块,以在市电停止供电给负载120 时而利用这些备用电池单体模块所存储的电能而供电给负载120。在本实施例中,负载120 的需求为48V/500A,而每个备用电池单体模块的规格可为48V/25Ah,且备用电池管理系统 140包括30个备用电池单体模块,因此,在放电过程中,30个48V/25Ah的备用电池单体模块 可均摊500A的大电流,而在充电过程中,每个备用电池单体模块可分别吸收25A的充电电 流,则1个小时即可充满,从而达到一个小时充满所有备用电池单体模块的目的。
[0026] 具体地,备用电池管理系统140包括中央监控模块141、通信模块142、唤醒模块143 以及20个备用电池单体模块144。
[0027]图2为图1所示的中央监控模块141的示意图。如图1-2所示,中央监控模块141包括 监控设备1411、电源接口 1412以及通信接口 1413。其中,监控设备1411可利用LCD触摸显示 屏而实现,其内设置有监控软件,从而实现监控功能,并具有查询以及转发命令功能。电源 接口 1412连接母排线130以获取电能,当母排线130掉电时则中央监控模块141自动掉电,从 而使整个电子系统100进入掉电模式,降低了整个电子系统100的功耗。通信接口 1413匹配 与通信模块142的类型,在本实施例中其可为CAN通信接口,其与通信模块142连接,以通过 通信模块142而实现与其他模块的通信。此外,中央监控模块141还设置有休眠按钮1414,则 使用者可利用此休眠按钮1414而使备用电池管理系统140进入休眠省电状态。
[0028] 图3为图1所示的通信模块142的示意图。如图1及3所示,在本实施例中,通信模块 142可为CAN通信模块,采用CAN技术而进行通信。通信模块142包括通信总线1421以及多个 通信收发器1422 (例如CAN通信收发器)。其中,通信总线1421具有2根屏蔽线1421a以及 1421b,其上具有多个通信节点(未标示)。这些CAN通信收发器1422分别连接在通信总线 1421上的各个通信节电上。另,这些CAN通信收发器1422可分别连接这些备用电池单体模块 144中的CAN接口,以实现与这些备用电池单体模块144的通信。此外,图2所示的中央监控模 块141中的通信接口 1413可连接至通信模块142中的通信总线1421,从而藉由通信模块142 而实现中央监控模块141与这些备用电池单体模块144之间的通信。由于通信模块142由通 信总线1421和多个CAN通信收发器1422而构成,因此其支持扩展,用户可任意地扩展CAN通 信收发器1422和备用电池单体模块144的数量,则备用电池管理系统140的灵活性好,冗余 性较好,且可维护性好。
[0029] 请继续参阅图1,唤醒模块143包括唤醒总线1431以及多个唤醒按钮1432。其中,唤 醒总线1432分别连接这些唤醒按钮1432,这些唤醒按钮1432分别对应于这些备用电池单体 模块144,且每个唤醒按钮1432分别连接在一个对应的备用电池单体模块144与唤醒总线 1431之间,以在备用电池管理系统140进入休眠省电状态后,唤醒对应的备用电池单体模块 144以利用备用电池管理系统140中的这些备用电池单体模块144而供电给负载120。
[0030] 图4为备用电池单体模块144的示意图。如图1及4所示,备用电池单体模块144包括 电池 1440、AC/DC充电模块 1441、电池管理系统(Battery Management System,BMS)模块 1442、DC/DC放电模块1443、通信接口 1444以及唤醒接口 1445。其中,通信接口 1444可为CAN 通信接口,连接通信模块142中的CAN通信收发器1422,以实现备用电池单体模块144与通信 模块142之间的通信。而唤醒接口 1445连接唤醒模块143中的唤醒按钮1432,以获取唤醒命 令,从而在备用电池管理系统140进入休眠省电状态后,唤醒对应的备用电池单体模块。
[0031] 电池管理系统模块1442连接电池1440,以实时监控电池1440的电压、电流以及温 度,并实现充电过流保护、充电过压保护、放电欠压保护,放电过压保护,放电过流保护,温 度保护,短路保护等各种保护功能。此外,电池管理系统模块1442还包括有充电控制模块 14421以及放电控制模块14422,以决定是对电池1440进行充电操作还是进行放电操作。 [0032] AC/DC充电模块1441连接在电池管理系统1442的充电控制模块14421与交流电源 之间,以配合充电控制模块14421而对电池1440进行充电操作。而DC/DC放电模块1443连接 在电池管理系统1442的放电控制模块14422与母排线130之间,以配合放电控制模块14422 而对电池1440进行放电操作以供电给负载120。
[0033] 综上所述,本发明的备用电池管理系统140可利用多个的48V/25A的备用电池单体 模块144分别提供电能,从而有效地均摊整个系统中的大电流500A。而每个独立的备用电池 单体模块144可有效地实现快速充、放电功能,且每个备用电池单体模块144中的充、放电模 块独立分开,因此其可有效地实现备电零时间响应功能。此外,中央监控模块141能有效地 监控各个备用电池单体模块144,其可与唤醒模块143相互配合从而使备用电池管理系统 140在正常工作模式与休眠省电模式之间进行切换,从而降低了整个备用电池管理系统14〇 的功耗。此外,整个备用电池管理系统140是利用通信模块142而实现多个备用电池单体模 块144的架构,因此备用电池单体模块144可任意扩展,其灵活性好,冗余性好,且可维护性 好。
[0034]因此,本发明中的电子系统100既可以利用市电供电模块110来连接负载120,以利 用市电直接供电给负载12〇;又可以利用备用电池管理系统140中的这些备用电池单体模块 144在市电掉电时,供电给负载120。
[0035]虽然本发明已以g施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何本发明所属技 术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种更动与润饰,因此本发明 的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (6)

1. 一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:包括多个备用电池单体模块, 每个备用电池单体模块分别通过母排线而连接至低压大电流的负载,以在市电停止供电给 所述负载时利用所述多个备用电池单体模块供电给所述负载,其中,所述多个备用电池单 体模块分别与所述负载并联,所述多个备用电池单体模块所提供的电流之和与所述负载所 需要的电流一致; 通信模块,分别连接所述多个备用电池单体模块; 中央监控模块,连接所述通信模块以通过所述通信模块而实现其与每个备用电池单体 模块之间的通信,以实时监控所述多个备用电池单体模块的状态,并转发使用者命令; 以及唤醒模块,分别连接所述多个备用电池单体模块,以唤醒所述多个备用电池单体 模块; 其中,每个备用电池单体模块分别包括: 电池; 电池管理系统模块,连接所述电池以实时监控并保护所述电池,且决定所述电池是执 行充电操作还是放电操作; AC/DC充电模块,连接在交流电源与所述电池管理系统模块之间以执行所述充电操作; 以及DC/DC放电模块,连接在所述电池管理系统模块与所述负载之间以执行所述放电 操作。
2. 如权利要求1所述的一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:所述电池 管理系统模块包括 充电控制模块,连接所述AC/DC充电模块,以配合所述AC/DC充电模块而执行所述充电 操作;以及 放电控制模块,连接所述DC/DC放电模块,以配合所述DC/DC放电模块而执行所述放电 操作。
3. 如权利要求1所述的一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:所述中央 监控模块包括 监控设备,以实时地监控所述多个备用电池单体模块的状态并转发所述使用者命令; 电源接口,连接至母排线以获取电能; 通信接口,连接至所述通信模块以通过所述通信模块而实现所述中央监控模块与所述 多个备用电池单体模块之间的通信。
4. 如权利要求3所述的一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:所述中央 监控模块进一步包括: 休眠按钮,以使所述备用电池管理系统进入休眠省电状态。
5.如权利要求1所述的一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:所述通信 模块包括 通信总线;以及 多个通信收发器,每个通信收发器分别连接在一个对应的备用电池单体模块与所述通 信总线之间。
6.如权利要求1所述的一种基于数据中心的备用电池管理系统,其特征在于:所述唤醒 模块包括 唤醒总线;以及 多个唤醒按钮,每个唤醒按钮分别连接在一个对应的备用电池单体模块与所述唤醒总 线之间。
CN201710098589.7A 2017-02-23 2017-02-23 一种基于数据中心的备用电池管理系统 Withdrawn CN108471162A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710098589.7A CN108471162A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种基于数据中心的备用电池管理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710098589.7A CN108471162A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种基于数据中心的备用电池管理系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108471162A true CN108471162A (zh) 2018-08-31

Family

ID=63266963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710098589.7A Withdrawn CN108471162A (zh) 2017-02-23 2017-02-23 一种基于数据中心的备用电池管理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108471162A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109494866A (zh) * 2018-10-16 2019-03-19 江苏万邦微电子有限公司 一种电源管理系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109494866A (zh) * 2018-10-16 2019-03-19 江苏万邦微电子有限公司 一种电源管理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102368631B (zh) 一种高效可靠的数据中心电子设备供电架构
CN102545355B (zh) 机柜供电系统
CN108565960A (zh) 一种dtu配电终端超级电容后备电源系统
CN104953694A (zh) 电源分配系统
CN105429280A (zh) 不断电系统及其供应方法
CN103683270B (zh) 一种网络化的分布式高压直流供电管理方法
CN103166294B (zh) 分布式后备电池管理系统及相应的电子系统
CN108471162A (zh) 一种基于数据中心的备用电池管理系统
CN202455149U (zh) 一种用于向电子设备供电的供电系统以及机架电源
CN109245085A (zh) 具有削峰填谷功能的直流储能后备电源及控制方法
CN108964253A (zh) 一种可扩展离线式ups电源
CN202042930U (zh) 一种太阳能空调用电池管理系统
CN105119361B (zh) 一种电池合路器及具有该电池合路器的直流电源系统
CN101710728A (zh) 一种通信机房机架设备的供电方法及装置
CN206282228U (zh) 服务器智能断电保护电源
CN207074414U (zh) 一种服务器供电电源系统
CN203933133U (zh) 一种网络化的分布式高压直流供电系统
CN103633723B (zh) 一种多母线户用光伏发电供电系统
CN205791517U (zh) 一种不间断供电系统
CN202435106U (zh) 分布式后备电池管理系统及相应的电子系统
CN201616691U (zh) 充电器
CN205901376U (zh) 不间断电源系统
CN207339403U (zh) 一种数据中心供电架构
CN107317389A (zh) 一种数据中心供电构架
CN203933008U (zh) 一种分布式高压直流供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180831

WW01 Invention patent application withdrawn after publication