CN109301890B - 一种直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统，系统包含蓄电池组（2）、蓄电池在线检测功能模块（1）、电子开关模块（3）、均衡充放电模块（4）和控制模块（5）。方法包括：a、蓄电池在线检测模块对蓄电池组所有单体电池电压进行采集，并把数据送到控制模块；b、控制模块对送来的数据进行处理，生成相应的控制信号送电子开关模块控制端；c、电子开关模块将某个单体电池与均衡充电模块或均衡放电模块选通；d、均衡放电模块或充电模块对与其连通的某单体电池进行均衡放电或充电；e、本次均衡放电或充电时间结束后，电子开关断开，并重新依次执行上述步骤。本发明可实现对蓄电池组进行电压均衡，维护蓄电池组中各单体电池的电压一致性。

Description

一种直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统
技术领域
本发明涉及一种直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统，属直流系统技术领域。
背景技术
直流系统是变电站非常重要的组成部分，它的主要任务就是给继电保护装置、断路器操作、各类信号回路提供电源。直流系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响变电站乃至整个电网的安全运行。直流系统由充电设备、蓄电池、直流屏、直流分屏、绝缘监察装置、负载等组成。变电站直流系统中，蓄电池组作为不可或缺的重要部分，承担着在电网交流电源断电时为变电站设备提供备用电力的重要任务。
站用蓄电池一般采用串联方式，串连的蓄电池由于开关电源稳压精度超标、环境温度、维护不及时等原因普遍存在电压不均衡的情况，相关国家标准及行业标准一般限定单体之间的压差不超过50mv，但是在实际运行过程中甚至超过100mv的情况也很多见，电压的离散性会造成蓄电池组中个别电池过早落后，由此影响整组电池的带载能力及运行寿命。
目前在蓄电池维护领域主要是对落后电池采用电子脉冲激活、加液等修复方式，也就是电池寿命的后期管理，从长期实践看来，后期修复成功率只有40%左右。
发明内容
本发明的目的是，针对目前站用蓄电池普遍存在电压不均衡的问题，提出一种直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统。
本发明实现的技术方案如下，一种直流系统蓄电池组电压均衡方法，步骤如下：
（1）蓄电池在线检测模块对蓄电池组所有单体电池电压进行采集，并把采集到的数据送到控制模块；
（2）控制模块对蓄电池在线检测模块送来的数据进行处理，并生成相应的控制信号送到电子开关模块控制端；
（3）电子开关模块响应控制模块的控制信号，将某个单体电池与均衡充电模块或均衡放电模块选通；
（4）均衡放电模块或充电模块对与其连通的某单体电池进行均衡放电或充电；
（5）当本次均衡放电或充电时间结束后，电子开关断开，并重新依次执行（1）至（5）的步骤。
一种直流系统蓄电池组电压均衡系统，包含蓄电池组、蓄电池在线检测功能模块、电子开关模块、均衡充放电模块和控制模块；所述蓄电池组与蓄电池在线检测模块连接，所述控制模块与蓄电池在线检测模块和电子开关连接，所述充放电模块通过电子开关模块与蓄电池组连接。
所述蓄电池组为直流系统蓄电池组，为串联连接；所述蓄电池在线检测功能模块为具有采集蓄电池电压值功能的集成电路模块，实现对各单体蓄电池电压及蓄电池组总电压的采集。
所述电子开关模块是一种开关网络，由集成电路芯片实现，通过控制模块控制，用以选通和隔离蓄电池组。
所述均衡充放电模块分为均衡充电模块和均衡放电模块，均衡充电模块是一种电流源，能以小电流对被选通的单体蓄电池进行充电；均衡放电模块是一种电阻负载，能以小电流对被选通的单体蓄电池进行放电。
所述控制模块由微控制器实现，用于存储、计算、处理在线检测模块采集的数据，并发送相应控制信号给电子开关模块。
本发明的有益效果是，本发明所提出的直流系统蓄电池组电压均衡方法及系统，只需在现有直流系统硬件的基础上增加控制模块、电子开关模块和均衡充放电模块，就可实现对蓄电池组进行电压均衡，维护蓄电池组中各单体电池的电压一致性，避免蓄电池组出现单体过充或过放的情况，极大的提高了蓄电池组的寿命。具有实现系统简单、实现成本低廉、维护方便、鲁棒性强等特点，某些蓄电池在线检测模块功能强大，可以承担控制模块所需完成的任务，则系统可进一步简化。
附图说明
图1为本发明蓄电池组电压均衡系统结构框图；
图中，1是蓄电池在线检测功能模块；2是蓄电池组；3是电子开关模块；4是均衡充放电模块；5是控制模块。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种直流系统蓄电池组电压均衡系统，包含蓄电池组2、蓄电池在线检测功能模块1、电子开关模块3、均衡充放电模块4和控制模块5。所述蓄电池组2与蓄电池在线检测模块1连接；所述控制模块5与蓄电池在线检测模块1和电子开关模块3连接；所述充放电模块4通过电子开关模块3与蓄电池组2连接。
实施例中蓄电池组2为直流系统蓄电池组，一般为串联连接。所述蓄电池在线检测功能模块1为具有采集蓄电池电压值功能的集成电路模块，可以实现对各单体蓄电池电压及蓄电池组总电压的采集。
实施例中电子开关模块3是一种开关网络，可由集成电路芯片实现，通过控制模块5控制，用以选通和隔离蓄电池组2。
实施例中均衡充放电模块4分为均衡充电模块和均衡放电模块，均衡充电模块是一种电流源，能以小电流对被选通的单体蓄电池进行充电，均衡放电模块是一种电阻负载，能以小电流对被选通的单体蓄电池进行放电。
实施例中控制模块5可由微控制器实现，用于存储、计算、处理在线检测模块采集的数据等，并发送相应控制信号给电子开关模块3。
本实施例的一种直流系统蓄电池组电压均衡方法的步骤如下：
（1）蓄电池在线检测模块1对蓄电池组2所有单体电池电压进行采集，并把采集到的数据送到控制模块5。
（2）控制模块5对蓄电池在线检测模块1送来的数据进行处理，并生成相应的控制信号送到电子开关模块3控制端。
（3）电子开关模块3响应控制模块的控制信号，将某个单体电池与均衡充电模块4或均衡放电模块4选通。
（4）均衡放电模块4或充电模块4对与其连通的某单体电池进行均衡放电或充电。
（5）当本次均衡放电或充电时间结束后，电子开关断开，并重新依次执行S1至S5的步骤。

Claims (1)

1.一种直流系统蓄电池组电压均衡方法，其特征在于，所述方法不断循环检测蓄电池组每节单体电池的电压，将单体电池电压与经过特定算法计算得到的平均电压进行比较；当测量到的单体电池电压高于平均电压一个动态阈值，所述动态阈值由蓄电池组中单体电池电压偏离平均电压的个数来确定；选通此单体电池与放电模块的连接，进行均衡放电；当测量到的单体电池电压低于平均电压一个动态阈值时，选通此单体电池与充电模块的连接，进行均衡充电；
所述方法步骤如下：
（1）蓄电池在线检测模块对蓄电池组所有单体电池电压进行采集，并把采集到的数据送到控制模块；
（2）控制模块对蓄电池在线检测模块送来的数据进行处理，并生成相应的控制信号送到电子开关模块控制端；
（3）电子开关模块响应控制模块的控制信号，将某个单体电池与均衡充电模块或均衡放电模块选通；
（4）均衡放电模块或充电模块对与其连通的某单体电池进行均衡放电或充电；
（5）当本次均衡放电或充电时间结束后，电子开关断开，并重新依次执行（1）至（5）的步骤；
所述均衡放电或充电过程独立于蓄电池的正常充电过程，是对每节单体电池电压的“微调”，不影响蓄电池组正常充电；
所述特定算法为：得到每一节单体电池的电压值后，去掉最大值和最小值后求平均值。
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