CN110753483B - 一种蓄电池放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蓄电池放电装置，涉及蓄电池放电技术领域。蓄电池放电装置包括放电模块和冷却模块，放电模块包括负载电阻，负载电阻用于与蓄电池电连接以使蓄电池放电，冷却模块包括冷却板，负载电阻设置于冷却板的外壁，冷却板内部具有腔室且开设有入口和出口，腔室用于供冷却介质流通以冷却负载电阻。本蓄电池放电装置的散热效果较好，可较好地保证安全性。

Description

一种蓄电池放电装置

技术领域

本发明涉及蓄电池放电技术领域，具体而言，涉及一种蓄电池放电装置。

背景技术

不间断电源(Uninterrupted Power Supply，UPS)在电网波动或者中断时，能够及时提供电力，保障生产安全。为延长UPS蓄电池的使用寿命，一般会利用蓄电池放电装置对蓄电池进行定期放电维护。然而现有的蓄电池放电装置散热效果较差，无法较好地保证安全性。

发明内容

本发明的目的包括提供一种蓄电池放电装置，其散热效果较好，可较好地保证安全性。

本发明的实施例可以这样实现：

实施例提供一种蓄电池放电装置，包括放电模块和冷却模块，放电模块包括负载电阻，负载电阻用于与蓄电池电连接以使蓄电池放电，冷却模块包括冷却板，负载电阻设置于冷却板的外壁，冷却板内部具有腔室且开设有入口和出口，腔室用于供冷却介质流通以冷却负载电阻。

在可选的实施方式中，冷却模块包括散热栅，散热栅连接于冷却板。

在可选的实施方式中，蓄电池放电装置包括壳体，冷却板固定于壳体内，冷却模块包括固定于壳体的内壁的风扇，风扇以用于向散热栅送风。

在可选的实施方式中，放电模块包括多个负载电阻，多个负载电阻间隔设置于冷却板的外壁，多个负载电阻并联，以用于与蓄电池电连接。

在可选的实施方式中，放电模块包括多个场效应管，多个场效应管与多个负载电阻一一对应地串联。

在可选的实施方式中，蓄电池放电装置包括控制模块，控制模块与各场效应管电连接以用于控制场效应管所在电路的通断。

在可选的实施方式中，入口和出口分别设置有与控制模块电连接的电动阀。

在可选的实施方式中，蓄电池放电装置包括检测模块，检测模块用于检测蓄电池的电压，控制模块与检测模块电连接以用于根据检测电压控制场效应管所在电路的通断。

在可选的实施方式中，蓄电池放电装置包括输入模块，输入模块用于设定放电的蓄电池数量，控制模块与输入模块电连接以用于根据蓄电池数量计算截止电压。

在可选的实施方式中，放电模块包括电容，电容与负载电阻并联。

本发明实施例的有益效果包括：

蓄电池放电装置包括放电模块和冷却模块，放电模块包括负载电阻，负载电阻用于与蓄电池电连接以使蓄电池放电，冷却模块包括冷却板，负载电阻设置于冷却板的外壁，冷却板内部具有腔室且开设有入口和出口，腔室用于供冷却介质流通以冷却负载电阻。连接于蓄电池的负载电阻在蓄电池放电时会发热，本蓄电池放电装置可在冷却板内通入冷却介质，对设置于冷却板外壁上的负载电阻进行冷却，使其加快散热，提高散热效果，可较好地保证放电过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中蓄电池放电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中蓄电池放电装置的电路模块图；

图3为本发明实施例中蓄电池放电的电路图；

图4为本发明实施例中蓄电池放电过程的流程图。

图标：100-蓄电池放电装置；110-壳体；120-放电模块；122-负载电阻；123-电容；124-场效应管；126-霍尔传感器；140-冷却模块；142-冷却板；143-入口管；144-散热栅；145-出口管；146-风扇；150-控制模块；160-输入模块；170-检测模块；180-显示模块；182-通讯模块；200-蓄电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种蓄电池放电装置100，包括放电模块120和冷却模块140。放电模块120包括负载电阻122，负载电阻122用于与蓄电池200电连接以使蓄电池200放电。冷却模块140包括冷却板142，负载电阻122设置于冷却板142的外壁，冷却板142内部具有腔室且开设有入口和出口，腔室用于供冷却介质流通以冷却负载电阻122。

蓄电池200为UPS蓄电池。在本实施例中，为集成整个装置，蓄电池放电装置100还包括壳体110，冷却板142固定于壳体110内。为方便移动蓄电池放电装置100，壳体110外可设置有轮子，以方便满足各场地内蓄电池200的放电需求。

请参照图3，为加快放电过程，在本实施例中，放电模块120包括多个负载电阻122，多个负载电阻122并联，多个负载电阻122间隔设置于冷却板142的外壁。具体地，50个负载电阻122阵列设置在冷却板142的上表面。50个负载电阻122均电连接于导线盘，50个负载电阻122之间为并联，从导线盘引出两根穿出壳体110的放电导线，以用于与蓄电池200电连接，从而进行放电。当需要对蓄电池200进行放电时，使放电导线与蓄电池200的两极电连接即可。在其他实施例中，负载电阻122的数量也可以是其他数量，仅需根据实际需求具体设定。多个负载电阻122并联可以实现放电电路中电阻的减小从而可以将放电电路中的电流变大，可显著减少放电时间，提高放电效率。在其他实施例中，负载电阻122也可以设置在冷却板142的下表面，仅需保证结构的连接稳定性即可。在本实施例中，为保护放电电路并使得电流稳定，放电模块120还包括电容123，电容123与负载电阻122并联。

此外，放电模块120包括多个场效应管124，多个场效应管124与多个负载电阻122一一对应地串联。场效应管124属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点。场效应管124与负载电阻122串联，可以作为电子开关使用，从而能够控制场效应管124和负载电阻122所在电路的通断，方便在不同工况下向放电电路中接入不同数量的负载电阻122。放电模块120在并联的总路中设置有霍尔传感器126，霍尔传感器126用于检测电流。在其他实施例中，也可以采用晶体管等作为电子开关，控制电路通断。

冷却模块140中的冷却板142呈长方体形状，其四周可拆卸地固定于壳体110的内壁。冷却板142内部中空形成腔室，冷却板142的侧壁设置连通腔室的入口和出口，入口处连接有入口管143，出口处连接有出口管145，入口管143和出口管145均连通于腔室且均从壳体110内穿出，以方便与外部管路连通。在对蓄电池200进行放电操作时，外界的冷却介质从入口管143进入冷却板142的腔室内，对设置在冷却板142上表面的负载电阻122进行冷却，使得负载电阻122及时散热，提高放电过程的安全性。在本实施例中，冷却介质为冷冻水，冷冻水可以由现场提供。在其他实施例中，也可以包括其他冷却流体。

为进一步增强散热效果，冷却模块140包括散热栅144，散热栅144连接于冷却板142。散热栅144包括在冷却板142底部间隔排列的多个翅片，翅片垂直于冷却板142的底面。散热栅144可增大冷却板142的散热面积，有利于加快散热。此外，冷却模块140包括固定于壳体110的内壁的风扇146，各翅片之间的间隔构成风道，风扇146面朝风道的开口，以用于向散热栅144送风，此时在风道内加速了空气流动，加速散热。因此，冷却模块140可以同时借助水冷和风冷来加快放电过程中负载电阻122的散热，防止热量聚集，保证放电过程中的安全性。可以理解，在其他实施例中，也可以不设置散热栅144而仅使用水冷散热的方式，仅需根据实际需求进行设置。在其他实施例中，散热栅144、入口以及出口的位置也可根据实际需要设置在冷却板142的其他部位，具体位置不做限定，满足散热需求即可。

为方便自动化控制，蓄电池放电装置100包括控制模块150，控制模块150包括控制器以及处理器，可进行逻辑运算并发出控制信号。控制模块150与各场效应管124电连接以用于控制场效应管124所在电路的通断，进而能够控制各负载电阻122是否参与放电。

在本实施例中，入口和出口分别设置有与控制模块150电连接的电动阀。具体地，电动阀设置在入口管143和出口管145上，用于控制冷却介质的流量，从而合理控制散热速率。同时，控制模块150与风扇146电连接，以能够控制风扇146的启停。另外，冷却板142还设有用于检测负载电阻122温度的温度传感器，温度传感器与控制模块150电连接。在蓄电池200放电过程中，若检测到温度不高于预设温度时，控制模块150可仅控制开启风扇146进行风冷散热；若检测到温度升高至预设温度以上时，进而控制模块150控制入口管143和出口管145上的电动阀开启，使冷冻水流入冷却板142的内部腔室中，对负载电阻122进行水冷冷却，同时进行风冷与水冷，加快散热，保证散热效率，进而保证放电安全。因此，蓄电池放电装置100可以根据实际工况选择合适的散热方式，避免在发热量较小时启用冷冻水而造成能源浪费，提高了散热工作的能效比。在其他实施例中，也可以在入口管143和出口管145上设置手动阀，仅需根据实际需要进行设置。

蓄电池放电装置100包括输入模块160，输入模块160用于设定放电的蓄电池200的数量，输入模块160还可以设置预设温度，控制模块150与输入模块160电连接以用于根据蓄电池200数量计算截止电压。截止电压指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。

蓄电池放电装置100还包括检测模块170，检测模块170用于与蓄电池200电连接，在蓄电池200放电过程中，检测模块170用于检测蓄电池200的电压，控制模块150与检测模块170电连接以用于根据检测电压控制场效应管124所在电路的通断，进而在放电过程中控制负载电阻122的接入数量。当蓄电池200电压逐渐下降，放电电流减小时，控制模块150控制关闭部分场效应管124使得部分负载电阻122与蓄电池200断开电连接，维持放电电流恒定；当蓄电池200电压降至截止电压时，控制模块150关闭全部场效应管124，结束放电。在本实施例中，检测模块170包括可拆卸地安装在壳体上的电压表。

蓄电池放电装置100还包括显示模块180和通讯模块182，显示模块180与控制模块150电连接，用于显示蓄电池200节数、放电时间、电压和电流数据。通讯模块182设置有USB接口，可将蓄电池200数量、放电时间、放电前电压、放电后电压及放电电流等信息输出打印。

控制模块150、输入模块160、检测模块170、显示模块180、通讯模块182的物理位置可根据实际需要进行设置。在本实施例中，控制模块150固定在壳体110内，输入模块160、检测模块170、显示模块180、通讯模块182均设置在壳体110的外壁上，以方便进行设置或连接。

蓄电池放电装置100的工作原理和工作过程如下：

首先，将蓄电池放电装置100的放电导线与蓄电池200进行电连接，在输入模块160上设置蓄电池200的数量，控制模块150根据该设置计算出蓄电池200的放电截止电压和放电电流。然后，控制模块150控制各场效应管124开启以使得各负载电阻122所在电路电气连通从而并联于蓄电池200，负载电阻122接入放电电路，进行恒流放电。当蓄电池200电压逐渐下降，放电电流减小时，控制模块150控制关闭部分场效应管124使得部分负载电阻122与蓄电池200断开电连接，维持放电电流恒定；当蓄电池200电压降至截止电压时，控制模块150关闭全部场效应管124，结束放电。整个流程如图4所示。多个负载电阻122并联，使得放电时间缩短，提高了放电效率。

在整个放电过程中，负载电阻122发热，通过温度传感器进行温度检测，若检测到温度不高于预设温度时，控制模块150仅控制开启风扇146进行风冷散热；若检测到温度升高至预设温度以上时，进而控制模块150控制入口管143和出口管145上的电动阀开启，使冷冻水流入冷却板142的内部腔室中，对负载电阻122进行水冷冷却，同时进行风冷与水冷，加快散热，保证散热效率，进而保证放电安全。

蓄电池放电装置100可在冷却板142内通入冷却介质，对设置于冷却板142外壁上的负载电阻122进行冷却，使其加快散热，提高散热效果，可较好地保证放电过程中的安全性。另外，采用多个的负载电阻122并联的方式，可以缩短放电时间，提高放电效率。整个蓄电池放电装置100结构简单，性能稳定，方便操作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种蓄电池放电装置，其特征在于，包括放电模块和冷却模块，所述放电模块包括负载电阻，所述负载电阻用于与蓄电池电连接以使所述蓄电池放电，所述冷却模块包括冷却板，所述负载电阻设置于所述冷却板的外壁，所述冷却板内部具有腔室且开设有入口和出口，所述腔室用于供冷却介质流通以冷却所述负载电阻；

所述冷却模块包括散热栅，所述散热栅连接于所述冷却板；所述蓄电池放电装置包括壳体，所述冷却板固定于所述壳体内，所述冷却模块包括固定于所述壳体的内壁的风扇，所述风扇用于向所述散热栅送风；所述放电模块包括多个所述负载电阻，多个所述负载电阻间隔设置于所述冷却板的外壁，多个所述负载电阻并联，以用于与所述蓄电池电连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述放电模块包括多个场效应管，多个所述场效应管与多个所述负载电阻一一对应地串联。

3.根据权利要求2所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述蓄电池放电装置包括控制模块，所述控制模块与各所述场效应管电连接以用于控制所述场效应管所在电路的通断。

4.根据权利要求3所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述入口和所述出口分别设置有与所述控制模块电连接的电动阀。

5.根据权利要求3所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述蓄电池放电装置包括检测模块，所述检测模块用于检测蓄电池的电压，所述控制模块与所述检测模块电连接以用于根据检测电压控制所述场效应管所在电路的通断。

6.根据权利要求3所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述蓄电池放电装置包括输入模块，所述输入模块用于设定放电的蓄电池数量，所述控制模块与所述输入模块电连接以用于根据所述蓄电池数量计算截止电压。

7.根据权利要求1所述的蓄电池放电装置，其特征在于，所述放电模块包括电容，所述电容与所述负载电阻并联。

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