CN110635180A - 一种蓄电池充放电故障排除装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池充放电故障排除装置，包括有外壳、盖板、端盖以及蓄电池组，所述盖板与外壳形成密封室，所述蓄电池组设置在密封室中，所述端盖与外壳固定连接；还包括有电路板，所述电路板固定设置在端盖内侧壁上，所述电路板集成有若干控制电路；任一个控制电路包括多个续流电路、多个报警电路以及一个降温电路，一个续流电路与单节蓄电池并联，一个报警电路与一个续流电路并联，所述降温电路与多个单节蓄电池组成的电池模组并联。本发明设计的蓄电池充放电故障排除装置，设置有电路板，电路板设置有控制电路，可以实现开路续流，故障报警以及局部降温的功能，保障蓄电池高效安全的运行。

Description

一种蓄电池充放电故障排除装置
技术领域
本发明涉及蓄电池充放电控制领域，具体涉及一种蓄电池充放电故障排除装置。
背景技术
对于电力、通讯等直流电源系统、储能变电站的蓄电池组都是串联运行的，当其中任意节电池发生开路故障时，该电池将不能提供工作电流，使整个电池组失去应有的作用。近年来，电力用直流系统由于上述的蓄电池开路故障，常常导致保护控制设备拒动，多次引起了大面积停电事故，严重威胁电力系统的安全稳定运行。
目前，对串联蓄电池组的运行维护管理，主要有：通过测量蓄电池的端电压、内阻、温度等参数并分析判断，检出落后故障电池；定期对蓄电池组核容，要求蓄电池组放电容量不低于80%额定容量等。然而，尽管采用了上述的维护工作，但依然存有不能及时发现开路故障电池，以及当有个别蓄电池开路时，无法及时使蓄电池组继续为负载提供工作电流的问题，这样则大大降低系统运行的稳定性和可靠性。
铅酸蓄电池主要由正、负极板、隔板、硫酸电解液、电池槽体等主要部件组成。汇流排是把所有极板连接到极柱的汇流母排，极板到汇流排的连接工艺采用焊接工艺，在大电流冲击下产生热量极易脱落导致蓄电池开路故障。
中国专利，公开号：CN109244572A，公布日：2019年1月18日，公开了提供一种蓄电池开路续流及报警装置，包括：开路续流装置，用以一一对应的与若干单节蓄电池并联，其包括在所述单节蓄电池发生开路时用以导通对应续流电路的二极管，所述二极管上设有散热器，所述散热器上设有温度开关；开路报警装置，包括与后台主机连通用以实现报警的由所述温度开关作为控制开关的控制电路，所述控制电路的输出端设有警示灯；所述控制电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路上设有所述温度开关。在使电池及时续流的同时，保持检出故障的所在位置，方便检修，但该装置没有对应的降温保护措施，导致蓄电池出现故障的频率更高。
发明内容
本发明的第一个目的是解决蓄电池充放电过程中由于单节蓄电池断路导致的蓄电池组失去充放电功能问题；第二个目的是解决蓄电池的电路故障导致的局部温度过高的问题；提出了一种蓄电池充放电故障排除装置，该装置在蓄电池电池组与端盖的中间设置有电路板，所述电路板设置有控制电路，控制电路具有对故障电路进行续流的续流电路以及散热电路，保证的蓄电池的充放电稳定运行。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种蓄电池充放电故障排除装置，包括有外壳、盖板、端盖以及蓄电池组，所述盖板与外壳形成密封室，所述蓄电池组设置在密封室中，所述端盖与外壳固定连接；还包括有电路板，所述电路板固定设置在端盖内侧壁上，所述电路板集成有若干控制电路。本方案中，盖板与端盖之间形成独立的空间，电路板设置盖板内壁上，电路板上设置有控制电路，一旦，蓄电池充放电出现故障，控制电路可以进行动作，可以实现的具体功能包括续流，降温和报警，可以提高蓄电池的充放电速率和保证蓄电池安全运行。
任一个控制电路包括多个续流电路、多个报警电路以及一个降温电路，一个续流电路与单节蓄电池并联，一个报警电路与一个续流电路并联，所述降温电路与多个单节蓄电池组成的电池模组并联。本方案中，根据电池设计要求，可以将蓄电池组设置为多个蓄电池模组，每个蓄电池模组设置有一个降温电路，每个蓄电池模组由多个单节蓄电池串联组成，蓄电池和报警电路与单节蓄电池的数目相等，当某一个单节蓄电池断路，续流电路开始动作，从而保证蓄电池充放电功能的正常，同时报警电路的警报灯点亮，维修人员可以具体知晓哪一节单电池开路；降温电路开启，风扇对内部空间散热，避免因为电路故障导致的电路局部过热现象，延长了电池的使用寿命。
所述续流电路包括有续流二极管D1，续流二极管D1的阴极端与蓄电池B1正极端电连接，续流二极管D1的阳极端与继电器K1的第一端电连接，继电器K1的第二端与蓄电池B1的负极端电连接。本方案中，当蓄电池B1的汇流母排端子因为过热导致的电路接触故障时，续流二极管会产生短暂延时电流，继电器K1导通，继电器K1动作，导致常开触头J1闭合，蓄电池电路电流直接绕开故障电池，保证蓄电池充放电功能的正常。
所述报警电路包括警报灯L1，警报灯L1的第一端与续流二极管D1的阴极端电连接，报警灯L1的第二端与常开触头J3第一端电连接，常开触头J3第二端与常开触头J1第一端电连接，常开触头J1第二端与继电器K1的第一端电连接，常开触头J1第一端与限流电阻R1第一端电连接，限流电阻R1的第二端与继电器K3第一端电连接，继电器K3的第二端与警报灯L1的第一端电连接。本方案中，当单节蓄电池B1开路故障时，继电器K1动作，常开触头J1吸合，导致继电器K3导通；继电器K3动作，导致常开触头J3吸合，此时电流经过警报灯L1，警报灯点亮，继电器K3被断路，维修人员可以根据警报灯具体知晓哪一节单电池开路，便于维修。
所述降温电路包括有风扇M，风扇M的正极端与继电器K3的第二端电连接，风扇的负极端与触头J5的第一端电连接，触头J5的第二端与电阻R3的第一端电连接，电阻R3的第二端与电池模组的负极端电连接。本方案中，当蓄电池B1开路故障时，继电器K3吸合时，触头J5吸合，触头J5具有自锁功能，当继电器K3被短路失电时，触头继续保持吸合，与之相连的风扇开始运行，可以给电池模组局部降温，避免进一步故障的发生，延长了蓄电池的使用寿命。
所述的盖板上设置有若干排气阀、阳极汇流排以及阴极汇流排，所述阳极汇流排的每个接线端子分别与单节蓄电池的正极板电连接，所述阴极汇流排的每个接线端子分别与单节蓄电池的负极板电连接。本方案中，若干排气阀、阳极汇流排以及阴极汇流排均设置有盖板上，保证了蓄电池组的独立环境，便于维修和扇热。
所述的电路板上设置有正接线排和负接线排，所述正接线排的端子与阳极汇流排的接线端子对应电连接，所述负接线排的端子与阴极汇流排的接线端子对应电连接。本方案中，电路板上设置有正接线排和负接线排，使得电路板控制电路具有很好的拓展性，可以根据单节电池的个数匹配接线端子数目，接插方便，便于维护和检修。
所述的端盖上设置有显示屏、与排气阀位置对应的气孔以及用于散热的百叶窗，所述显示屏与电路板的显示电路电连接。本方案中，显示屏可以方便对充放电的蓄电池的电量进行显示，同时可以对故障进行报警，方便用户根据电量制定充放电策略，所述降温电路连接的风扇固定安装在百叶窗的下部，方便独立空间的热空气排出，避免进一步故障的发生。
本发明的有益效果：1、本发明设计的蓄电池充放电故障排除装置，设置有电路板，电路板设置有控制电路，可以实现开路续流，故障报警以及局部降温的功能，保障蓄电池高效安全的运行；2、每一节蓄电池都设置有一路续流电路和保护电路，便于维修人员检修，提高检修效率。
附图说明
图1为一种蓄电池充放电故障排除装置的爆炸图。
图2为一种蓄电池充放电故障排除装置的电池模组的局部电路原理图。
图中标记说明：1-蓄电池组，2-外壳，3-盖板，4-端盖，5-电路板，6-控制电路，31-排气阀，32-阴极汇流排，33-阳极汇流排，41-气孔，42-显示屏，43-百叶窗，44-正极柱，45-负极柱，51-正接线排，52-负接线排。61续流电路，62-报警电路，63-降温电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，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。
实施例：如图1所示，是一种蓄电池充放电故障排除装置的爆炸图，外壳2和盖板3形成密闭空间，蓄电池组1安装在密闭空间内，盖板3上设置有阴极汇流排32、阳极汇流排33以及若干排气阀31，阳极汇流排33的每个接线端子分别与单节蓄电池的正极板电连接，阴极汇流排32的每个接线端子分别与单节蓄电池的负极板电连接。端盖4与盖板3形成独立的空间，盖板3上与排气阀31对应位置设置有排气孔41，方便蓄电池运行产生的电解气体直接排出，独立空间内设置有电路板5，电路板5上集成有控制电路6、正接线排51以及负接线排52，正接线排51的端子与阳极汇流排33的接线端子对应电连接，负接线排52的端子与阴极汇流排32的接线端子对应电连接，电路板5外设有多个风扇，端盖4上设置有显示屏42，显示屏42与控制板的显示电路电连接，风扇与控制电路6电连接，端盖4上设置有正极柱44和负极柱45，方便蓄电池的充放电，同时端盖4上设置有百叶窗43，风扇安装在百叶窗43的下部，方便对独立空间降温。
如图2所示，是一种蓄电池充放电故障排除装置的电池模组的局部电路原理图，在此电路原理图中，设定的一个电池模组由两个单节蓄电池串联，具有两个续流电路61、两个报警电路62以及一个降温电路63；蓄电池B1的正极端与续流二极管D1的阴极端电连接，续流二极管D1的阳极端与继电器K1的第一端电连接，继电器K1的第二端与蓄电池B1的负极端电连接；蓄电池B2的正极端与续流二极管D2的阴极端电连接，续流二极管D2的阳极端与继电器K2的第一端电连接，继电器K1的第二端与蓄电池B1的负极端电连接；警报灯L1的第一端与续流二极管D1的阴极端电连接，报警灯L1的第二端与常开触头J3第一端电连接，常开触头J3第二端与常开触头J1第一端电连接，常开触头J1第二端与继电器K1的第一端电连接，常开触头J1第一端与限流电阻R1第一端电连接，限流电阻R1的第二端与继电器K3第一端电连接，继电器K3的第二端与警报灯L1的第一端电连接；警报灯L2的第一端与续流二极管D2的阴极端电连接，报警灯L2的第二端与常开触头J4第一端电连接，常开触头J4第二端与常开触头J2第一端电连接，常开触头J2第二端与继电器K1的第一端电连接，常开触头J2第一端与限流电阻R2第一端电连接，限流电阻R2的第二端与继电器K4第一端电连接，继电器K4的第二端与警报灯L2的第一端电连接；风扇M的正极端与继电器K3的第二端电连接，风扇的负极端与触头J5的第一端电连接，触头J5的第二端与电阻R3的第一端电连接，电阻R3的第二端与电池模组的负极端电连接，电源VCC的正极端通过开关SB与蓄电池的正极柱44电连接，电源VCC的负极端与蓄电池的负极柱45电连接，负载R4与蓄电池电连接。
控制电路6故障排除的具体步骤如下：
当蓄电池B1开路时，限流二极管产生一个短暂延时电流，继电器K1导通；继电器动作导致常开触头J1吸合，J1吸合的同时，继电器K3导通，使得常开触头J3吸合，警报灯L1点亮，继电器K3吸合的同时，触头J5的电脚1和电脚3连通，风扇开始运转，对独立空间内的局部汇流排降温，避免更大故障的发生。
当蓄电池B1开路时，续流二极管D1产生一个短暂延时电流，继电器K1导通；继电器K1动作导致常开触头J1吸合，J1吸合的同时，继电器K3导通，使得常开触头J3吸合，警报灯L1点亮，继电器K3导通的同时，触头J5的电脚J5-1和电脚J5-3连通，风扇开始运转，对独立空间内的局部汇流排降温，避免更大故障的发生，其中，触头J5具有自锁功能，即使继电器K3失电后，电脚J5-1和电脚J5-32依然连通，可以使得蓄电池充放电正常进行。
当蓄电池B2开路时，续流二极管D2产生一个短暂延时电流，继电器K2导通；继电器K2动作导致常开触头J2吸合，J2吸合的同时，继电器K4导通，使得常开触头J4吸合，警报灯L2点亮，继电器K4导通的同时，触头J5的电脚2和电脚4连通，风扇开始运转，对独立空间内的局部汇流排降温，避免更大故障的发生，由于触头J5具有自锁功能，即使继电器K4失电后，电脚J5-2和电脚J5-4依然连通，可以使得蓄电池充放电正常进行。
值得注意的是电池模组内单节电池的串联个数可以根据具体情况设定，触头J5内电脚的个数可以根据控制电路6内的警报电路的个数进行设定。
以上所述之具体实施方式为本发明一种蓄电池充放电故障排除装置的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种蓄电池充放电故障排除装置，包括有外壳、盖板、端盖以及蓄电池组，所述盖板与外壳形成密封室，所述蓄电池组设置在密封室中，所述端盖与外壳固定连接；其特征在于，还包括有电路板，所述电路板固定设置在端盖内侧壁上，所述电路板集成有若干控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，任一个控制电路包括多个续流电路、多个报警电路以及一个降温电路，一个续流电路与单节蓄电池并联，一个报警电路与一个续流电路并联，所述降温电路与多个单节蓄电池组成的电池模组并联。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述续流电路包括有续流二极管D1，续流二极管D1的阴极端与蓄电池B1正极端电连接，续流二极管D1的阳极端与继电器K1的第一端电连接，继电器K1的第二端与蓄电池B1的负极端电连接。
4.根据权利要求3所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述报警电路包括警报灯L1，警报灯L1的第一端与续流二极管D1的阴极端电连接，报警灯L1的第二端与常开触头J3第一端电连接，常开触头J3第二端与常开触头J1第一端电连接，常开触头J1第二端与继电器K1的第一端电连接，常开触头J1第一端与限流电阻R1第一端电连接，限流电阻R1的第二端与继电器K3第一端电连接，继电器K3的第二端与警报灯L1的第一端电连接。
5.根据权利要求4所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述降温电路包括有风扇M，风扇M的正极端与继电器K3的第二端电连接，风扇的负极端与触头J5的第一端电连接，触头J5的第二端与电阻R3的第一端电连接，电阻R3的第二端与电池模组的负极端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述的盖板上设置有若干排气阀、阳极汇流排以及阴极汇流排，所述阳极汇流排的每个接线端子分别与单节蓄电池的正极板电连接，所述阴极汇流排的每个接线端子分别与单节蓄电池的负极板电连接。
7.根据权利要求6所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述的电路板上设置有正接线排和负接线排，所述正接线排的端子与阳极汇流排的接线端子对应电连接，所述负接线排的端子与阴极汇流排的接线端子对应电连接。
8.根据权利要求7所述的一种蓄电池充放电故障排除装置，其特征在于，所述的端盖上设置有显示屏、与排气阀位置对应的气孔以及用于散热的百叶窗，所述显示屏与电路板的显示电路电连接。
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