CN110890776A - 一种三级软并联的ups模组锂电池系统 - Google Patents

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徐权文
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Abstract

本发明提出了一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，包括UPS模组、汇流箱和N簇并联的电池模组；电池模组包括高压箱和与高压箱电连接的电池单元，UPS模组与汇流箱电连接，汇流箱与电池模组的高压箱电连接；UPS模组设有通讯口，汇流箱设有与电池模组的连接的第一通讯口和电池模组连接的第二通讯口；汇流箱通过第二通讯口获取电池模组状态信息并进行汇总，并通过第一通信口将状态信息及电池单元的状态信息反馈到UPS模组的通讯口，UPS模组根据状态信息调节电池模组的电路数据变化。本申请通过增加并联的多个电池单元可扩大本系统的电池容量，满足用户对于电池容量的需求。

Description

一种三级软并联的UPS模组锂电池系统
技术领域
本发明电池电路领域，尤其涉及一种三级软并联的UPS模组锂电池系统。
背景技术
UPS模组就是为了解决不间断供电而设置的，是将蓄电池与主机电连接接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。
目前UPS模组大多数的是用铅酸电池匹配，或是采用简单的锂电池进行匹配，在生产使用中，难以了解到电池的状态，并且现有的电池系统提供的电池容量不能满足市场对于电池容量的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，解决了现有技术中因为锂电池系统中电池容量不足和电池状态不清楚的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，包括UPS模组、汇流箱和N簇并联的电池模组；电池模组包括高压箱和与高压箱电连接的电池单元，UPS模组与汇流箱电连接，汇流箱与电池模组的高压箱电连接；
UPS模组设有通讯口，汇流箱设有与电池模组的连接的第一通讯口和电池模组连接的第二通讯口；汇流箱通过第二通讯口获取电池模组状态信息并进行汇总，并通过第一通信口将状态信息及电池单元的状态信息反馈到UPS模组的通讯口，UPS模组根据状态信息调节电池模组的电路数据变化。
可选的，UPS模组包括滤波器、维修开关Su1、旁路开关Su2、输入开关Su3、静态开关Su4、静态开关Su5、输出开关Su6、整流器、逆变器、充电器、输入口、输出口、电池输入口和通讯口；
输入口的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端分别与充电器的输入端，输入开关Su3的输入端、旁路开关Su2的输入端和维修开关Su1的输入端电连接，充电器的输出端分别与整流器的输出端、逆变器的输入端和电池输入口的输入端电连接，输入开关Su3的输出端与整流器的输入端电连接，整流器的输出端分别与充电器的输出端和逆变器的输入端电连接，逆变器的输出端与静态开关Su5的输入端电连接，静态开关Su5的输出端分别与静态开关Su4的输出端和输出开关Su6的输入端电连接，输出开关Su6的输出端与维修开关Su1的输出端和输出口的输入端电连接，通讯口与汇流箱的第一通讯口电连接；
充电时，市电经UPS模组的输入口输入，经滤波器滤波后，通过充电器输出到电池输入口为电池模组充电；放电时，电池模组所输出的电经电池输入口接入，经整流器将直流转交流为负载供电。
可选的，汇流箱包括MBCU、输入口正极P+、输入口负极P-、输入口中线Pn、第一输出口正极B1+、第一输出口负极B1-、第一输出口中线B1n、第N输出口正极BN+、第N输出口负极BN-和第N输出口中线BNn；电池输入口的正极与输入口正极P+的输入端电连接，输入口正极P+的输出端与第一输出口正极B1+的输入端和第N输出口正极BN+的输入端电连接，电池输入口的负极与输入口负极P-与第一输出口负极B1-的输入端和第N输出口负极BN-的输入端电连接，电池输入口的中线与输入口中线Pn的输入端电连接，输入口中线Pn的输出端与第一输出口中线B1n的输入端和第N输出口中线BNn的输入端电连接。
可选的，高压箱包括预充继电器S1、总正继电器S2、充电继电器S3、DC内继电器S4、DC外继电器S5、空开开关S6、中线继电器S7、总负继电器S8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、唤醒按键K1、预充电阻R1、熔断器1、熔断器2、SBCU、外部通信口、第三通讯口和霍尔传感器；
汇流箱的第二通信口包括多个通讯口n；通讯口n与N簇并联的电池模组对应的高压箱外部通信口电连接；
第一输出口正极B1+的输出端分别与二极管D1的负极、充电继电器S3的输入端和二极管D3的正极电连接，二极管D1的正极分别与预充电阻R1的输入端电连接、充电继电器S3的输出端和总正继电器S2的输入端电连接，预充电阻R1的输出端与预充继电器S1的输入端电连接，预充继电器S1的输出端分别与总正继电器S2的输出端、霍尔传感器的输入端和二极管D2的正极电连接，霍尔传感器的输出端与熔断器2的输入端电连接，熔断器2的输出端与电池单元电连接；
二极管D2的负极分别与唤醒按键K1的输入端和DC内继电器S4的输入端电连接，DC内继电器S4的输出端分别与唤醒按键K1的输出端、DC外继电器S5的输入端和空开开关S6的输入端电连接，DC外继电器S5的输出端与二极管D3的负极电连接，空开开关S6的输出端与开关电源的输入端电连接，开关电源的输出端与熔断器1的输入端电连接，熔断器1的输出端分别与二极管D4的正极和二极管D5的正极电连接，二极管D4的负极分别与总负继电器S8的输入端与电池单元电连接；总负继电器S8的输出端分别与二极管D5的负极和第一输出口负极B1-的输出端电连接；
第一输出口中线B1n的输出端与中线继电器S7的输入端连接，中线继电器S7的输出端与电池单元电连接。
可选的，电池单元包括多个相互串联的电池组；电池组包括锂电池管理系统的从控单元BMU、锂电池、电池组的通讯口11和电池组的通讯口21；熔断器2的输出端和电池组的正极电连接，电池组的负极与总负继电器S8的输入端和二极管D4的负极电连接。
可选的，当UPS模组对锂电池组进行充电过程中，锂电池出现过温、过流、过压故障时，电池模组1的SBCU控制器首先控制DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7，以对电池单元进行充电保护；电池模组N的SBCU控制器首先控制DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7，以对电池单元进行充电保护。
可选的，当UPS模组对锂电池组进行放电过程中，锂电池出现过温、过流、欠压故障时，电池模组1的SBCU控制器首先控制总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7，以对电池单元进行放电保护；电池模组N的SBCU控制器首先控制总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7，以对电池单元进行放电保护。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请通过在UPS模组模块的基础上增加高压箱、汇流箱和电池单元，并在高压箱和电池单元上设置通讯口能及时反馈检测电芯电压、温度的数据，以便及时进行维护，同时，增加汇流箱使得可设计多个并联的电池单元来扩大本系统的电池容量，满足对于电池容量的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种三级软并联的UPS模组锂电池系统中的电路结构示意图；
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一单元实施例，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。
实施例1
参见图1，一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，包括UPS模组、汇流箱和N簇并联的电池模组；电池模组包括高压箱和与高压箱电连接的电池单元，UPS模组与汇流箱电连接，汇流箱与电池模组的高压箱电连接；具体的，N为整数，可根据实际需求进行匹配。
UPS模组设有通讯口，汇流箱设有与电池模组的连接的第一通讯口和电池模组连接的第二通讯口；汇流箱通过第二通讯口获取电池模组状态信息并进行汇总，并通过第一通信口将状态信息及电池单元的状态信息反馈到UPS模组的通讯口，UPS模组根据状态信息调节电池模组的电路数据变化。具体的，通讯口的设置为了便于了解电池系统的状态，以便及时调节电流电压等数据变化。
进一步，UPS模组包括滤波器、维修开关Su1、旁路开关Su2、输入开关Su3、静态开关Su4、静态开关Su5、输出开关Su6、整流器、逆变器、充电器、输入口、输出口、电池输入口和通讯口；
输入口的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端分别与充电器的输入端，输入开关Su3的输入端、旁路开关Su2的输入端和维修开关Su1的输入端电连接，充电器的输出端分别与整流器的输出端、逆变器的输入端和电池输入口的输入端电连接，输入开关Su3的输出端与整流器的输入端电连接，整流器的输出端分别与充电器的输出端和逆变器的输入端电连接，逆变器的输出端与静态开关Su5的输入端电连接，静态开关Su5的输出端分别与静态开关Su4的输出端和输出开关Su6的输入端电连接，输出开关Su6的输出端与维修开关Su1的输出端和输出口的输入端电连接，通讯口与汇流箱的第一通讯口电连接；
充电时，市电经UPS模组的输入口输入，经滤波器滤波后，通过充电器输出到电池输入口为电池模组充电；放电时，电池模组所输出的电经电池输入口接入，经整流器将直流转交流为负载供电。
进一步，汇流箱包括MBCU、输入口正极P+、输入口负极P-、输入口中线Pn、第一输出口正极B1+、第一输出口负极B1-、第一输出口中线B1n、第N输出口正极BN+、第N输出口负极BN-和第N输出口中线BNn；电池输入口的正极与输入口正极P+的输入端电连接，输入口正极P+的输出端与第一输出口正极B1+的输入端和第N输出口正极BN+的输入端电连接，电池输入口的负极与输入口负极P-与第一输出口负极B1-的输入端和第N输出口负极BN-的输入端电连接，电池输入口的中线与输入口中线Pn的输入端电连接，输入口中线Pn的输出端与第一输出口中线B1n的输入端和第N输出口中线BNn的输入端电连接。
进一步，高压箱1包括预充继电器S1、总正继电器S2、充电继电器S3、DC内继电器S4、DC外继电器S5、空开开关S6、中线继电器S7、总负继电器S8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、唤醒按键K1、预充电阻R1、熔断器1、熔断器2、SBCU、外部通信口、第三通讯口和霍尔传感器；
汇流箱的第二通信口包括多个通讯口n；通讯口n与N簇并联的电池模组对应的高压箱外部通信口电连接；
第一输出口正极B1+的输出端分别与二极管D1的负极、充电继电器S3的输入端和二极管D3的正极电连接，二极管D1的正极分别与预充电阻R1的输入端电连接、充电继电器S3的输出端和总正继电器S2的输入端电连接，预充电阻R1的输出端与预充继电器S1的输入端电连接，预充继电器S1的输出端分别与总正继电器S2的输出端、霍尔传感器的输入端和二极管D2的正极电连接，霍尔传感器的输出端与熔断器2的输入端电连接，熔断器2的输出端与电池单元电连接；
二极管D2的负极分别与唤醒按键K1的输入端和DC内继电器S4的输入端电连接，DC内继电器S4的输出端分别与唤醒按键K1的输出端、DC外继电器S5的输入端和空开开关S6的输入端电连接，DC外继电器S5的输出端与二极管D3的负极电连接，空开开关S6的输出端与开关电源的输入端电连接，开关电源的输出端与熔断器1的输入端电连接，熔断器1的输出端分别与二极管D4的正极和二极管D5的正极电连接，二极管D4的负极分别与总负继电器S8的输入端与电池单元电连接；总负继电器S8的输出端分别与二极管D5的负极和第一输出口负极B1-的输出端电连接；
第一输出口中线B1n的输出端与中线继电器S7的输入端连接，中线继电器S7的输出端与电池单元电连接。
高压箱N包括预充继电器Sn1、总正继电器Sn2、充电继电器Sn3、DC内继电器Sn4、DC外继电器Sn5、空开开关Sn6、中线继电器Sn7、总负继电器Sn8、二极管Dn1、二极管Dn2、二极管Dn3、二极管Dn4、二极管Dn5、唤醒按键Kn1、预充电阻Rn1、熔断器n1、熔断器n2、SBCU、外部通信口、第三通讯口、霍尔传感器和BMS；
所述汇流箱的外部通信口包括多个通讯口n；所述通讯口n与所述N簇并联的电池模组对应的高压箱外部通信口相连；
所述第一输出口正极BN+的输出端分别与所述二极管Dn1的负极、所述充电继电器Sn3的输入端和所述二极管Dn3的正极电连接，所述二极管Dn1的正极分别与所述预充电阻Rn1的输入端电连接、所述充电继电器Sn3的输出端和所述总正继电器Sn2的输入端电连接，所述预充电阻Rn1的输出端与所述预充继电器Sn1的输入端电连接，所述预充继电器Sn1的输出端分别与所述总正继电器Sn2的输出端、所述霍尔传感器的输入端和所述二极管Dn2的正极电连接，所述霍尔传感器的输出端与所述熔断器n2的输入电连接，所述熔断器n2的输出与所述汇流箱电连接；
所述二极管Dn2的负极分别与所述唤醒按键Kn1的输入端和所述DC内继电器Sn4的输入端电连接，所述DC内继电器Sn4的输出端分别与所述唤醒按键Kn1的输出端、所述DC外继电器Sn5的输入端和所述空开开关Sn6的输入端电连接，所述DC外继电器Sn5的输出端与所述二极管Dn3的负极电连接，所述空开开关Sn6的输出端与所述开关电源的输入端电连接，所述开关电源的输出端与所述熔断器n1的输入端电连接，所述熔断器n1的输出端分别与所述二极管Dn4的正极和所述二极管Dn5的正极电连接，所述二极管Dn4的负极分别与所述总负继电器Sn8的输入端通过所述第一输出口负极BN-的输出端电连接；所述总负继电器Sn8的输出端分别与所述二极管Dn5的负极和所述电池输入口的负极电连接；
所述第一输出口中线BNn的输出端与所述中线继电器Sn7的输入端连接，所述中线继电器Sn7的输出端与所述汇流箱电连接电连接。
进一步，电池单元1包括多个相互串联的电池组；电池组包括锂电池管理系统的从控单元BMU、锂电池、电池组的通讯口11和电池组的通讯口21；熔断器2的输出端和电池组的正极电连接，电池组的负极与总负继电器S8的输入端和二极管D4的负极电连接。电池单元N包括多个相互串联的电池组；电池组包括锂电池管理系统的从控单元BMU、锂电池、电池组的通讯口1n和电池组的通讯口2n；熔断器2的输出端和电池组的正极电连接，电池组的负极与总负继电器Sn8的输入端和二极管Dn4的负极电连接。具体的，将高压箱和电池单元作为一个电池模组，同时并列多个电池模组用于解决实际场景中对于电池容量的需求。
在一具体的实施例中，三级软并联的UPS模组锂电池系统的操作过程如下：
1)初始状态，电池模组1的预充继电器S1、总正继电器S2、充电继电器S3、DC内继电器S4、DC外继电器S5、空开开关S6、中线继电器S7、总负继电器S8均处于断开状态，DC外继电器S5处于闭合状态；电池模组N的预充继电器Sn1、总正继电器Sn2、充电继电器Sn3、DC内继电器Sn、DC外继电器Sn5、空开开关Sn6、中线继电器Sn7、总负继电器Sn8均处于断开状态，DC外继电器Sn5处于闭合状态；
2)启动状态，本系统的启动方式分为两种：手动启动和充电启动，具体方式如下：
21)手动启动操作：闭合空开开关S6、Sn6，然后手动按下唤醒按键K1、Kn1，此时开关电源被导通，同时给BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)提供12V电源，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)进行自检，若自检不成功则报故障，系统进行维修处理，若自检成功，则SBCU下发上电指令，进行预充，电池模组1先闭合总负继电器S8，再闭合充电继电器S3，最后闭合预充继电器S1，此时将外总压的数据与内总压的数据进行对比，对比后外总压的数据为内总压数据的90％后，闭合总正继电器S2，再打开预充继电器S1，最后闭合中线继电器S7；
电池模组N先闭合总负继电器Sn8，再闭合充电继电器Sn3，最后闭合预充继电器Sn1，此时将外总压的数据与内总压的数据进行对比，对比后外总压的数据为内总压数据的90％后，闭合总正继电器Sn2，再打开预充继电器Sn1，最后闭合中线继电器Sn7，即为启动成功。
22)充电启动操作：UPS模组通过正极和负极输出电压，开关电源工作给BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)提供12V电源，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)进行自检，若自检不成功则报故障，系统进行维修处理，若自检成功，则进行预充过程，SBCU闭合电池模组1的总负继电器S8，再闭合充电继电器S3，最后闭合预充继电器S1，此时将外总压的数据与内总压的数据进行对比，对比后外总压的数据为内总压数据的90％后，闭合总正继电器S2，再打开预充继电器S1，最后闭合中线继电器S7，即为启动成功；同时闭合电池模组N先闭合总负继电器Sn8，再闭合充电继电器Sn3，最后闭合预充继电器Sn1，此时将外总压的数据与内总压的数据进行对比，对比后外总压的数据为内总压数据的90％后，闭合总正继电器Sn2，再打开预充继电器Sn1，最后闭合中线继电器Sn7，即为启动成功。
3)充电状态：市电通过UPS模组的输入口输入电流，电流流入滤波器进行滤波，滤波后进入充电器将交流电转化成直流电，转化后通过电池输入口的正极、中线、负极流入高压箱和M组串联的电池单元进行充电；
4)充电保护操作：BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)断开电池模组1的DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7，此时即切断了充电回路，待电路处于安全状态下后(如延时一分钟后或电流值、电压值、温度值已经下降到预设值以下后)，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)闭合DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7；同时断开电池模组N的DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7，此时即切断了充电回路，待电路处于安全状态下后(如延时一分钟后或电流值、电压值、温度值已经下降到预设值以下后)，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)闭合DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7；
5)放电状态：UPS模组电池输入口的正极、中线、负极与电池模组接通，打开逆变器，闭合静态开关Su5，再闭合开关Su6，本系统通过输出口进行放电；
6)放电保护操作：BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)断开电池模组1的总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7，此时即切断了放电回路，待电路处于安全状态下后(如延时一分钟后或电流值、电压值、温度值已经下降到预设值以下后)，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)闭合总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7；同时断开电池模组N的总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7，此时即切断了放电回路，待电路处于安全状态下后(如延时一分钟后或电流值、电压值、温度值已经下降到预设值以下后)，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)闭合总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7；
7)下电操作：BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)断开电池模组1的充电继电器S3、总正继电器S2、总负继电器S8、中线继电器S7和空开开关S6，切断开关电源回路；同时断开电池模组N的充电继电器Sn3、总正继电器Sn2、总负继电器Sn8、中线继电器Sn7和空开开关Sn6，切断开关电源回路，BMS(电池管理系统，设于高压箱内，为高压箱的主控系统)进入关机状态；
综上所述，本申请通过在UPS模组模块的基础上增加高压箱、汇流箱和电池单元，并在高压箱和电池单元上设置通讯口能及时反馈检测电芯电压、温度的数据，以便及时进行维护，同时，增加汇流箱使得可设计多个并联的电池单元来扩大本系统的电池容量，满足对于电池容量的需求。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，包括UPS模组、汇流箱和N簇并联的电池模组；电池模组包括高压箱和与所述高压箱电连接的电池单元，所述UPS模组与所述汇流箱电连接，所述汇流箱与所述电池模组的高压箱电连接；
所述UPS模组设有通讯口，所述汇流箱设有与所述电池模组的连接的第一通讯口和所述电池模组连接的第二通讯口；所述汇流箱通过第二通讯口获取所述电池模组状态信息并进行汇总，并通过第一通信口将所述状态信息及所述电池单元的状态信息反馈到UPS模组的通讯口，所述UPS模组根据所述状态信息调节所述电池模组的电路数据变化。
2.如权利要求1所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，所述UPS模组包括滤波器、维修开关Su1、旁路开关Su2、输入开关Su3、静态开关Su4、静态开关Su5、输出开关Su6、整流器、逆变器、充电器、输入口、输出口、电池输入口和通讯口；
所述输入口的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器的输出端分别与所述充电器的输入端，所述输入开关Su3的输入端、所述旁路开关Su2的输入端和所述维修开关Su1的输入端电连接，所述充电器的输出端分别与所述整流器的输出端、所述逆变器的输入端和所述电池输入口的输入端电连接，所述输入开关Su3的输出端与所述整流器的输入端电连接，所述整流器的输出端分别与所述充电器的输出端和所述逆变器的输入端电连接，所述逆变器的输出端与所述静态开关Su5的输入端电连接，所述静态开关Su5的输出端分别与所述静态开关Su4的输出端和所述输出开关Su6的输入端电连接，所述输出开关Su6的输出端与所述维修开关Su1的输出端和所述输出口的输入端电连接，所述通讯口与所述汇流箱的第一通讯口电连接；
充电时，市电经UPS模组的输入口输入，经滤波器滤波后，通过充电器输出到电池输入口为所述电池模组充电；放电时，电池模组所输出的电经电池输入口接入，经整流器将直流转交流为负载供电。
3.如权利要求2所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，所述汇流箱包括MBCU、输入口正极P+、输入口负极P-、输入口中线Pn、第一输出口正极B1+、第一输出口负极B1-、第一输出口中线B1n、第N输出口正极BN+、第N输出口负极BN-和第N输出口中线BNn；所述电池输入口的正极与所述输入口正极P+的输入端电连接，所述输入口正极P+的输出端与所述第一输出口正极B1+的输入端和第N输出口正极BN+的输入端电连接，所述电池输入口的负极与所述输入口负极P-与所述第一输出口负极B1-的输入端和第N输出口负极BN-的输入端电连接，所述电池输入口的中线与所述输入口中线Pn的输入端电连接，所述输入口中线Pn的输出端与所述第一输出口中线B1n的输入端和所述第N输出口中线BNn的输入端电连接。
4.如权利要求3所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，所述高压箱包括预充继电器S1、总正继电器S2、充电继电器S3、DC内继电器S4、DC外继电器S5、空开开关S6、中线继电器S7、总负继电器S8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、唤醒按键K1、预充电阻R1、熔断器1、熔断器2、SBCU、外部通信口、第三通讯口和霍尔传感器；
所述汇流箱的第二通信口包括多个通讯口n；所述通讯口n与所述N簇并联的电池模组对应的高压箱外部通信口电连接；
所述第一输出口正极B1+的输出端分别与所述二极管D1的负极、所述充电继电器S3的输入端和所述二极管D3的正极电连接，所述二极管D1的正极分别与所述预充电阻R1的输入端电连接、所述充电继电器S3的输出端和所述总正继电器S2的输入端电连接，所述预充电阻R1的输出端与所述预充继电器S1的输入端电连接，所述预充继电器S1的输出端分别与所述总正继电器S2的输出端、所述霍尔传感器的输入端和所述二极管D2的正极电连接，所述霍尔传感器的输出端与所述熔断器2的输入端电连接，所述熔断器2的输出端与所述电池单元电连接；
所述二极管D2的负极分别与所述唤醒按键K1的输入端和所述DC内继电器S4的输入端电连接，所述DC内继电器S4的输出端分别与所述唤醒按键K1的输出端、所述DC外继电器S5的输入端和所述空开开关S6的输入端电连接，所述DC外继电器S5的输出端与所述二极管D3的负极电连接，所述空开开关S6的输出端与所述开关电源的输入端电连接，所述开关电源的输出端与所述熔断器1的输入端电连接，所述熔断器1的输出端分别与所述二极管D4的正极和所述二极管D5的正极电连接，所述二极管D4的负极分别与所述总负继电器S8的输入端与所述电池单元电连接；所述总负继电器S8的输出端分别与所述二极管D5的负极和所述第一输出口负极B1-的输出端电连接；
所述第一输出口中线B1n的输出端与所述中线继电器S7的输入端连接，所述中线继电器S7的输出端与所述电池单元电连接。
5.如权利要求1所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，所述电池单元包括多个相互串联的电池组；所述电池组包括锂电池管理系统的从控单元BMU、锂电池、电池组的通讯口11和电池组的通讯口21；所述熔断器2的输出端和所述电池组的正极电连接，所述电池组的负极与所述总负继电器S8的输入端和所述二极管D4的负极电连接。
6.如权利要求4所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，当UPS模组对锂电池组进行充电过程中，锂电池出现过温、过流、过压故障时，电池模组1的SBCU控制器首先控制DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合DC外继电器S5、充电继电器S3和中线继电器S7，以对电池单元进行充电保护；电池模组N的SBCU控制器首先控制DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合DC外继电器Sn5、充电继电器Sn3和中线继电器Sn7，以对电池单元进行充电保护。
7.如权利要求4所示的一种三级软并联的UPS模组锂电池系统，其特征在于，当UPS模组对锂电池组进行放电过程中，锂电池出现过温、过流、欠压故障时，电池模组1的SBCU控制器首先控制总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合总正继电器S2、总负继电器S8和中线继电器S7，以对电池单元进行放电保护；电池模组N的SBCU控制器首先控制总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7断开，直到恢复预设条件后SBCU控制器再闭合总正继电器Sn2、总负继电器Sn8和中线继电器Sn7，以对电池单元进行放电保护。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525642A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 深圳市拓邦锂电池有限公司 一种低压并联电池管理系统及方法
CN111786455A (zh) * 2020-06-22 2020-10-16 深圳科士达科技股份有限公司 一种用于ups的正负锂电池并机系统
CN111971846A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 东莞新能安科技有限公司 并联电池组唤醒控制系统及方法
CN112072192A (zh) * 2020-09-15 2020-12-11 深圳市雄韬锂电有限公司 一种锂电池管理系统与装置
CN112366799A (zh) * 2020-11-23 2021-02-12 苏州热工研究院有限公司 一种快速限制锂电池充电冲击电流的方法和系统
WO2023065574A1 (zh) * 2021-10-22 2023-04-27 维谛技术有限公司 锂电池系统及控制方法、装置、存储介质和处理器

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525642A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 深圳市拓邦锂电池有限公司 一种低压并联电池管理系统及方法
CN111525642B (zh) * 2020-04-27 2023-08-11 深圳市拓邦锂电池有限公司 一种低压并联电池管理系统及方法
CN111786455A (zh) * 2020-06-22 2020-10-16 深圳科士达科技股份有限公司 一种用于ups的正负锂电池并机系统
CN111786455B (zh) * 2020-06-22 2023-12-26 深圳科士达科技股份有限公司 一种用于ups的正负锂电池并机系统
CN111971846A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 东莞新能安科技有限公司 并联电池组唤醒控制系统及方法
WO2022006812A1 (zh) * 2020-07-09 2022-01-13 东莞新能安科技有限公司 并联电池组唤醒控制系统及方法
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CN112366799A (zh) * 2020-11-23 2021-02-12 苏州热工研究院有限公司 一种快速限制锂电池充电冲击电流的方法和系统
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