CN110931902B - 蓄电池组在线维护方法及系统 - Google Patents
蓄电池组在线维护方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110931902B CN110931902B CN202010101042.XA CN202010101042A CN110931902B CN 110931902 B CN110931902 B CN 110931902B CN 202010101042 A CN202010101042 A CN 202010101042A CN 110931902 B CN110931902 B CN 110931902B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery pack
- storage battery
- current
- port
- section
- 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.)
- Active
Links
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 72
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本发明公开了一种蓄电池组在线维护方法及系统，该方法包括对蓄电池组内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤，方法还包括掉电判断步骤：判断在针对一当前蓄电池组段的放电步骤中，直流母线上所连接的交流电网是否掉电，若是，则控制蓄电池组对当前蓄电池组段充电，使得当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压；若否，则继续执行放电步骤。本发明的蓄电池组在线维护方法及系统中，设置了掉电判断步骤，在直流母线上所连接的交流电网掉电时蓄电池组可持续向直流母线供电，使得自动在线的蓄电池组维护更加安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种蓄电池组在线维护方法及系统。
背景技术
电力系统中直流操作电源系统的主要作用是通过直流母线为系统设备供电，当交流电网正常时，由交流电网转换之后为直流母线提供电能；当交流电网发生掉电故障时，由直流操作电源系统中的蓄电池组为直流母线提供电能。直流母线上的系统设备均为重要设备，用于保证电力系统正常运行。因此，蓄电池组作为后备电源对有效防止直流母线失电起着至关重要的作用。基于蓄电池组自身的特点，必须定期对其进行充放电维护，才能保证蓄电池组的长期可靠运行。
目前市场上常规的蓄电池组维护方法是定期使用蓄电池放电仪进行维护，这种维护方法一般情况在维护时间内将被维护蓄电池组脱离直流母线，然后再将备用蓄电池组投入系统。在电力系统的直流电源系统中，为了安全，脱离被维护蓄电池组和投入备用蓄电池组的操作需要专业维护人员现场手动操作，维护过程中需要专业操作人员全程跟踪，且每组蓄电池组维护一次的时间约为10~20小时，电力系统中使用的蓄电池组数量庞大，因此需要大量的专业操作人员，人力成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对以上缺陷，提供一种改进的蓄电池组在线维护方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种蓄电池组在线维护方法，包括对蓄电池组内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤，所述方法还包括掉电判断步骤：判断在针对一当前蓄电池组段的所述放电步骤中，直流母线上所连接的交流电网是否掉电，若是，则控制所述蓄电池组对所述当前蓄电池组段充电，使得所述当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压；若否，则继续执行所述放电步骤。
优选地，在所述放电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为恒流放电状态，且所述蓄电池组为不被充电或极小电流充电状态；在所述充电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为均衡充电状态，且所述蓄电池组为不被充电或极小电流充电状态。
优选地，在每一所述蓄电池组段上分别对应设置一直流变换模块，每一所述直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，所述第一直流端口并联于对应的所述蓄电池组段两端，所述第二端口连接所述直流母线；在所述放电步骤中，将所述当前蓄电池组段对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；在所述充电步骤中，将所述当前蓄电池组段相对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
优选地，在所述对数个所述蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤之前，还包括均衡充电步骤：对所述蓄电池组进行均衡充电。
优选地，每个所述蓄电池组段所含单节蓄电池数相同或不同，且所述蓄电池组段所含单节蓄电池数满足：在所述当前蓄电池组段放电到一放电终止电压时，所述蓄电池组的端电压不低于一直流母线最低要求电压。
还提供一种蓄电池组在线维护系统，包括直流母线、充电机、交流电网、蓄电池组、直流变换组、系统监控器和电池巡检仪；其中
所述充电机用于将所述交流电网的电能转换后提供给所述直流母线；
所述蓄电池组通过所述直流变换组连接所述直流母线，所述蓄电池组还通过开关与所述直流母线连接，所述蓄电池组包括依次串联的数个蓄电池组段；
所述电池巡检仪与所述蓄电池组内每一所述蓄电池组段相连接并实时检测电池参数情况；
所述系统监控器分别连接所述直流变换组、所述电池巡检仪、所述充电机以及所述直流母线，所述系统监控器包括在线维护模块和掉电判断模块，其中；
所述在线维护模块用于对所述蓄电池组内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤；
所述掉电判断模块用于判断在针对一当前蓄电池组段的所述放电步骤中、所述直流母线上所连接的所述交流电网是否掉电，并选择性地控制所述蓄电池组对所述当前蓄电池组段充电，使得所述当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压，或者，继续执行所述放电步骤。
优选地，所述在线维护模块还用于在所述放电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为恒流放电状态、且所述蓄电池组为不被充电或极小电流充电状态；所述在线维护模块还用于在所述充电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为均衡充电状态、且所述蓄电池组为不被充电或极小电流充电状态。
优选地，所述直流变换组包括在每一所述蓄电池组段上分别对应设置的一直流变换模块，每一所述直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，所述第一直流端口并联于对应的所述蓄电池组段两端，所述第二端口连接所述直流母线；所述在线维护模块还用于在所述放电步骤中、将所述当前蓄电池组段对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；所述在线维护模块还用于在所述充电步骤中、将所述当前蓄电池组段相对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
优选地，所述系统监控器还包括均衡充电模块，用于对所述蓄电池组进行均衡充电。
优选地，每个所述蓄电池组段所含单节蓄电池数相同或不同，且所述蓄电池组段所含单节蓄电池数满足：在所述当前蓄电池组段放电到一放电终止电压时，所述蓄电池组的端电压不低于一直流母线最低要求电压。
实施本发明的有益效果是：本发明的蓄电池组在线维护方法及系统中，设置了掉电判断步骤，在直流母线上所连接的交流电网掉电时、蓄电池组可持续向直流母线供电，使得自动在线的蓄电池组维护更加安全可靠。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一些实施例中蓄电池组在线维护系统的结构示意图；
图2是本发明一些实施例中蓄电池组在线维护系统的原理示意图；
图3是本发明一些实施例中蓄电池组在线维护方法的流程图；
图4是本发明另一些实施例中蓄电池组在线维护方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1-2示出了本发明一些实施例中的蓄电池组在线维护系统，用于对蓄电池组50进行在线维护。本发明实施例中的蓄电池组在线维护系统包括直流母线10、充电机20、交流电网30、蓄电池组50、直流变换组40、系统监控器70和电池巡检仪60。
其中，充电机20用于将交流电网30的电能转换后提供给直流母线10。具体地，结合图1-2所示，充电机20通过开关Ka与直流母线10连接。充电机20的作用是当交流电网30正常时，将交流电转化为直流电为蓄电池组50补充电和为直流母线10供电。充电机20需要与系统监控器70通讯，可采用RS485或CAN。可以理解地，交流电网30通过充电机20与直流母线10相连接，因此，交流电网30是与直流母线10间接连接的。
蓄电池组50通过直流变换组40连接直流母线10，蓄电池组50包括依次串联的数个蓄电池组段。具体地，结合图1-2所示，蓄电池组50还通过开关Kb与直流母线10直接连接，蓄电池组50分为n个蓄电池组段，分别为B1，B2……Bn，各蓄电池组段依次串联，其中每个蓄电池组段对应一组直流变换模块。其中每个蓄电池组段所含单节蓄电池数可相同也可不同，且蓄电池组段所含单节蓄电池数的选择满足要求如下：当在维护的蓄电池组段放电到放电终止电压时，即在当前蓄电池组段放电到一放电终止电压时，蓄电池组50的端电压不低于直流母线最低要求电压。
电池巡检仪60与蓄电池组50内每一蓄电池组段相连接并实时检测电池参数情况。具体地，结合图1-2所示，电池巡检仪60需要与系统监控器70通讯，用于实时监测蓄电池组50的工作状态，可实时采集各蓄电池组段的端电压和充放电电流，并将相应的监测数据实时上传系统监控器70。需要说明的是，电池巡检仪60与蓄电池组50内所有单节蓄电池连接并实时监测各单节蓄电池的运行情况，即电池参数情况，特别的，对电池参数情况的监测包括可监测每一蓄电池组段的端电压、充放电电流和电池内阻等情况。
直流变换组40包括在每一蓄电池组段上分别对应设置的一直流变换模块，每一直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，第一直流端口并联于对应的蓄电池组段两端，第二端口连接直流母线10。具体地，结合图1-2所示，直流变换模块包含两个直流端口，分别为第一直流端口和第二直流端口，两个直流端口均可作为输入端口，也可作为输出端口，且可根据控制策略进行变换。直流变换模块与蓄电池组段一一对应，分别为M1，M2……Mn，直流变换模块的第一直流端口连接相应的蓄电池组段，第二直流端口全部并联之后通过开关Kc连接直流母线10。各直流变换模块需要与系统监控器70通讯，可采用RS485或CAN。直流变换模块有三种工作状态，分别为：1，热备用状态：直流变换模块的第一直流端口作为输入端口，第二直流端口作为输出端口，且其输出电压低于直流母线10的电压。2，放电状态：直流变换模块的第一直流端口作为输入端口，第二直流端口作为输出端口，输出电压高于直流母线10的电压，且同时控制第一直流端口的输入电流值为蓄电池组段的恒流放电电流值，使得蓄电池组段可通过相应的直流变换模块向直流母线10恒流放电。3，充电状态：直流变换模块的第一直流端口作为输出端口，第二直流端口作为输入端口，使得直流母线10可通过直流变换模块给相应的蓄电池组段充电。
系统监控器70监测整套系统的工作状态，并且与充电机20、各直流变换模块和电池巡检仪60通讯，实时监测直流母线10的电压和实时接收电池巡检仪60的检测数据。根据系统配置提前在系统监控器70中预先设定相应的控制策略，当需要进行蓄电池组在线维护时，系统监控器70根据系统的运行状态，控制充电机20和各直流变换模块的工作状态实现蓄电池组50的在线维护。系统监控器70分别连接直流变换组40、电池巡检仪60、充电机20以及直流母线10，系统监控器70包括在线维护模块701、掉电判断模块702和均衡充电模块703。
其中，结合图1-3所示，在线维护模块701用于对蓄电池组50内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤。具体地，在线维护模块701还用于在放电步骤中，控制当前蓄电池组段为恒流放电状态、且蓄电池组50为不被充电或极小电流充电状态；在线维护模块701还用于在充电步骤中，控制当前蓄电池组段为均衡充电状态、且蓄电池组50为不被充电或极小电流充电状态。优选地，在线维护模块701还用于在放电步骤中、将当前蓄电池组段对应的直流变换模块的第一直流端口和第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；在线维护模块701还用于在充电步骤中、将当前蓄电池组段相对应的直流变换模块的第一直流端口和第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
均衡充电模块703用于对蓄电池组50进行均衡充电。需要说明的是，在一些优选实施例中，在维护之前，进行蓄电池组50的均衡充电是必要的步骤，否则影响维护的最终结果。
掉电判断模块702用于判断在针对一当前蓄电池组段的放电步骤中、直流母线10上所连接的交流电网30是否掉电，并选择性地控制蓄电池组50对当前蓄电池组段充电，使得当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压，或者，继续执行放电步骤。需要说明的是，此处过放电阈值电压的具体数值可根据实际需要进行设置，此处不做具体限制，只要能实现防止当前蓄电池组段被过放电的功能即可。
以下结合图1-3对一些优选实施例中的蓄电池组在线维护系统进行说明。
假设系统为220V直流系统，直流母线10的系统负荷为40A，蓄电池组50为104节200Ah电池，均衡充电的电流值为20A，直流母线10最低要求电压为104*2.1=218.4V，则蓄电池组50的均充电压值为104*2.35V=244.4V，浮充电压值为104*2.25V=234V，将蓄电池组50分为17组，蓄电池组段恒流放电电流为20A，其中两组蓄电池组段为7节，假设为B1和B2，其他15组蓄电池组段均为6节，其中B1和B2的蓄电池组段对应的均充电压为7*2.35V=16.45V，浮充电压为7*2.25V=15.75V，放电终止电压为7*1.8V=12.6V，其中B2~B17的蓄电池组段对应的均充电压为6*2.35V=14.1V，浮充电压为6*2.25V=13.5V，放电终止电压为6*1.8V=10.8V，蓄电池组在线维护过程中，蓄电池组50出现的最低端电压为223V，满足大于直流母线10最低要求电压218.4V的要求。假设直流变换模块处于热备用状态且第二直流端口的输出电压值为200V。系统监控器70根据如图3预先设置好的控制策略，蓄电池组在线维护过程如下：
首先，执行均衡充电步骤。系统监控器70启动蓄电池组在线维护，系统监控器70调节充电机20的输出电压为244.4V，对蓄电池组50进行均衡充电。当均衡充电过程完成时，系统监控器70将调节充电机20的输出电压为234V，使得蓄电池组50处于浮充状态。
接着，执行放电步骤。假设在线维护从蓄电池组段B1开始，系统监控器70将控制相应的直流变换模块M1第二直流端口的输出电压高于234V，且实时调整直流变换模块M1第一直流端口的输入限流值使得蓄电池组段B1处于放电电流值为20A的恒流放电状态。由于直流变换模块M1处于恒流工作状态，因此第二直流端口的输出电压将被拉低到234V。同时系统监控器70将实时调整充电机20的输出限流值，使得正好满足系统负荷40A的需求，基本没有多余的电流用于供给蓄电池组50充电，使得蓄电池组50处于不被充电或极小电流充电状态，避免除蓄电池组段B1外的其他组段被过充电，同时可保证蓄电池组段B1的容量测算更加准确。
然后，执行充电步骤。当蓄电池组段B1的端电压下降到12.6V时，系统监控器70控制直流变换模块M1的第二直流端口由输出状态转变为输入状态，第一直流端口由输入状态转变为输出状态，且其输出电压设置为蓄电池组段B1的均充电压16.45V，此时的蓄电池组50端电压为234.7V，因此设置充电机20的输出电压略高于234.7V，使得充电机20通过直流变换模块M1为蓄电池组段B1均衡充电。系统监控器70实时调整充电机20的输出限流值，使得正好满足系统负荷40A和为蓄电池组段B1均衡充电，基本没有多余的电流用于供给蓄电池组50充电，使得蓄电池组50处于不被充电或极小电流充电状态，避免除蓄电池组段B1外的其他组段被过充电。
这样，当前蓄电池组段B1的在线维护结束。当蓄电池组段B1均衡充电完成之后，系统监控器70将控制直流变换模块M1的第一直流端口为输入状态，第二直流端口为输出状态，输出电压调节为200V，调节充电机20的输出电压为234V，同时开始启动蓄电池组段B2的在线维护过程，依次进行，直到17组蓄电池组段均完成在线维护之后，系统监控器70控制充电机20的输出电压恢复到蓄电池组50的浮充电压234V。
假设上述任何过程中，系统发生交流电网30失电故障，由于蓄电池组50出现的最低电压为223V，大于直流母线10最低要求电压为218.4V，因此直流母线10不会发生规定时间内的失电故障。此处的规定时间可根据具体需求进行设置，在一些具体应用中，规定时间可为数小时，优选地，4-10小时，此处不做具体限制，只要能提供足够的响应时间即可。
另外，在放电步骤中，有可能触发如下掉电判断步骤：假设在蓄电池组段B1在线放电过程中，发生了交流电网30失电故障，系统监控器70将立刻控制直流变换模块M1的第二直流端口为输入状态，第一直流端口为输出状态且其输出电压设置为15.75V，使得蓄电池组50通过直流变换模块M1为蓄电池组段B1补充电能，防止蓄电池组段B1被过放电，保证蓄电池组50的安全可靠运行。
如图3-4示出了本发明实施例中的蓄电池组在线维护方法，对应于上述实施例中的蓄电池组在线维护系统。本实施例中蓄电池组在线维护方法包括均衡充电步骤、对蓄电池组内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤、以及掉电判断步骤。
其中，结合图1-4所示，均衡充电步骤设置在对数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤之前，均衡充电步骤包括：对蓄电池组50进行均衡充电。需要说明的是，在一些优选实施例中，在维护之前，进行蓄电池组50的均衡充电是必要的步骤，否则影响维护的最终结果。
在放电步骤中，控制当前蓄电池组段为恒流放电状态，且蓄电池组50为不被充电或极小电流充电状态。在充电步骤中，控制当前蓄电池组段为均衡充电状态，且蓄电池组50为不被充电或极小电流充电状态。
放电步骤和充电步骤的实施方式有很多种，在一些实施例中，在每一蓄电池组段上分别对应设置一直流变换模块，每一直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，第一直流端口并联于对应的蓄电池组段两端，第二端口连接直流母线10；在放电步骤中，将当前蓄电池组段对应的直流变换模块的第一直流端口和第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；在充电步骤中，将当前蓄电池组段相对应的直流变换模块的第一直流端口和第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
掉电判断步骤中，判断在针对一当前蓄电池组段的放电步骤中，直流母线10上所连接的交流电网30是否掉电，若是，则控制蓄电池组50对当前蓄电池组段充电，使得当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压；若否，则继续执行放电步骤。
具体地，结合图1-4对一些优选实施例中的蓄电池组在线维护方法进行说明。首先，假设系统正常运行，开关Ka，Kb，Kc均为闭合状态，蓄电池组50处于浮充状态，当没有进行蓄电池组在线维护时，各直流变换模块处于热备用状态，热备用状态为直流变换模块的第一直流端口作为输入端口，第二直流端口作为输出端口，且其输出电压低于直流母线10的电压。交流电网30通过充电机20为蓄电池组50补充电能，同时为直流母线10提供电能。电池巡检仪60实时监测蓄电池组50的工作状态，特别地，可检测各蓄电池组段的端电压和充放电电流，并实时将检测结果上传系统监控器70。系统监控器70实时监测整套系统的工作状态，特别地，可实时监测直流母线10电压和实时接收电池巡检仪60上传的检测结果。根据系统配置，系统监控器70内部设定直流母线10最低要求电压Usmin，蓄电池组50的浮充电压为Uf，蓄电池组50的均充电压为Ue，蓄电池组段的放电终止电压为Ubnmin，蓄电池组段的浮充电压为Ubnf，蓄电池组段的均充电压为Ubne，蓄电池组段的恒流放电电流值为Ibn。
系统监控器70预先设定的控制策略为：系统监控器70实时判断系统是否满足蓄电池组在线维护条件，如果满足蓄电池组在线维护条件，将启动相应的在线维护过程。可以理解地，在线维护条件可以根据具体情况进行设置，例如一定周期内自动进行，或者，由人工手动触发。在启动在线维护过程之后，首先系统监控器70将调节充电机20的输出电压为蓄电池组50的均充电压Ue，使得蓄电池组50进行均衡充电。当均衡充电过程完成时，系统监控器70将调节充电机20的输出电压为蓄电池组50的浮充电压为Uf，使得蓄电池组50处于浮充状态。
假设在线维护从蓄电池组段B1开始，系统监控器70将控制相应的直流变换模块M1第二直流端口的输出电压高于蓄电池组50的浮充电压Uf，且实时调整直流变换模块M1第一直流端口的输入电流值使得蓄电池组段B1处于放电电流值为Ib1的恒流放电状态。由于 直流变换模块M1处于恒流工作状态，因此第二直流端口的输出电压将被拉低到等于充电机20的输出电压。同时系统监控器70将实时调整充电机20的输出限流值，使得正好满足系统负荷需求，基本没有多余的电流用于供给蓄电池组50充电，使得蓄电池组50处于不被充电或极小电流充电状态，避免除蓄电池组段B1外的其他组段被过充电，同时可保证蓄电池组段B1的容量测算更加准确。
当蓄电池组段B1的端电压下降到蓄电池组段B1的放电终止电压Ub1min时，系统监控器70控制直流变换模块M1的第二直流端口由输出状态转变为输入状态，第一直流端口由输入状态转变为输出状态，且其输出电压设置为蓄电池组段B1的均充电压Ub1e，同时设置充电机20的输出电压略高于现在的蓄电池组50的端电压，使得充电机20通过直流变换模块M1为蓄电池组段B1均衡充电。系统监控器70实时调整充电机20的输出限流值，使得正好满足系统负荷和为蓄电池组段B1均衡充电，基本没有多余的电流用于供给蓄电池组50充电，使得蓄电池组50处于不被充电或极小电流充电状态，避免除蓄电池组段B1外的其他组段被过充电。
当蓄电池组段B1均衡充电完成之后，系统监控器70将控制直流变换模块M1恢复到蓄电池组段B1在线维护开始之前的热备用状态，调节充电机20的输出电压为蓄电池组50的浮充电压Uf，同时开始启动蓄电池组段B2的在线维护过程，此时蓄电池组段B1的在线维护过程已经全部完成。其他蓄电池组段B2, B3……Bn的在线维护过程与蓄电池组段B1的在线维护过程类似，依次进行，每次都会在执行完充电后判断是否维护完所有蓄电池组段，若否，则切换至下一个蓄电池组段，若是，则结束在线维护，恢复到系统正常运行的状态。直到所有蓄电池组段均完成在线维护之后，系统监控器70控制充电机20的输出电压恢复到蓄电池组50的浮充电压Uf，至此蓄电池组50的在线维护过程结束。
假设在蓄电池组段B1在线放电过程中，发生了系统交流电网30失电故障或充电机20故障，系统监控器70将立刻控制直流变换模块M1的第二直流端口为输入状态，第一直流端口为输出状态且输出电压设置为蓄电池组段B1的浮充电压为Ub1f，使得蓄电池组50通过直流变换模块M1为蓄电池组段B1补充电能，防止蓄电池组段B1被过放电，保证蓄电池组50的安全可靠运行。
从上述控制过程可发现，系统监控器70预先设置好蓄电池组在线维护控制策略，蓄电池组50维护过程自动完成，并且整个过程蓄电池组50均未脱离系统，实现了蓄电池组50的自动在线维护功能。且整个蓄电池组50维护过程中，蓄电池组50的端电压均未低于直流母线最低要求电压Usmin，即使蓄电池组50在在线维护过程中发生系统交流电网30失电故障或充电机20故障，也可保证直流母线10在规定时间内不会出现失电故障，保证了直流母线10的供电连续性。
综上，本发明实施例中蓄电池组在线维护方法及系统的特点为：①蓄电池组在线维护过程中直流母线10失电的风险极低，通过将蓄电池组50进行分段，每个蓄电池组段配置一组直流变换模块，当蓄电池组50进行在线维护时，所有蓄电池组段依次进行维护，即使系统在被维护的蓄电池组段放电末期发生交流失电，蓄电池组50的端电压还是在合理范围内，可保证直流母线10在规定时间内不会出现失电故障，极大保证了系统供电的可靠性。②在线维护，此蓄电池组在线维护系统及方法不影响系统的正常运行，可在现有系统上升级改造，有效解决了直流电源系统中如何可靠实现蓄电池组50自动在线维护的难题。③控制方式逻辑清晰、安全可靠，系统监控器70根据系统配置合理设置蓄电池组50的在线维护策略。维护全程可由系统监控器70自动实现，无需专业操作人员参与。④合理的控制策略，保证各蓄电池组段均不会出现过充电和过放电现象，保证蓄电池组50的安全可靠运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种蓄电池组在线维护方法，其特征在于，包括对蓄电池组(50)内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤，所述方法还包括掉电判断步骤：判断在针对一当前蓄电池组段的所述放电步骤中，直流母线(10)上所连接的交流电网(30)是否掉电或充电机是否故障，若是，则控制所述蓄电池组(50)对所述当前蓄电池组段充电，使得所述当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压；若否，则继续执行所述放电步骤；每个所述蓄电池组段所含单节蓄电池数相同或不同，且所述蓄电池组段所含单节蓄电池数满足：在所述当前蓄电池组段放电到一放电终止电压时，所述蓄电池组的端电压不低于一直流母线最低要求电压。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组在线维护方法，其特征在于，在所述放电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为恒流放电状态，且所述蓄电池组(50)为不被充电或极小电流充电状态；在所述充电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为均衡充电状态，且所述蓄电池组(50)为不被充电或极小电流充电状态。
3.根据权利要求2所述的蓄电池组在线维护方法，其特征在于，在每一所述蓄电池组段上分别对应设置一直流变换模块，每一所述直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，所述第一直流端口并联于对应的所述蓄电池组段两端，所述第二直流端口连接所述直流母线(10)；在所述放电步骤中，将所述当前蓄电池组段对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；在所述充电步骤中，将所述当前蓄电池组段相对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
4.根据权利要求1-3任一项所述的蓄电池组在线维护方法，其特征在于，在对数个所述蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤之前，还包括均衡充电步骤：对所述蓄电池组(50)进行均衡充电。
5.一种蓄电池组在线维护系统，其特征在于，包括直流母线(10)、充电机(20)、交流电网(30)、蓄电池组(50)、直流变换组(40)、系统监控器(70)和电池巡检仪(60)；其中
所述充电机(20)用于将所述交流电网(30)的电能转换后提供给所述直流母线(10)；
所述蓄电池组(50)通过所述直流变换组(40)连接所述直流母线(10)，所述蓄电池组(50)还通过开关(Kb)与所述直流母线(10)连接，所述蓄电池组(50)包括依次串联的数个蓄电池组段；每个所述蓄电池组段所含单节蓄电池数相同或不同，且所述蓄电池组段所含单节蓄电池数满足：在当前蓄电池组段放电到一放电终止电压时，所述蓄电池组的端电压不低于一直流母线最低要求电压；
所述电池巡检仪(60)与所述蓄电池组(50)内每一所述蓄电池组段相连接并实时检测电池参数情况；
所述系统监控器(70)分别连接所述直流变换组(40)、所述电池巡检仪(60)、所述充电机(20)以及所述直流母线(10)，所述系统监控器(70)包括在线维护模块(701)和掉电判断模块(702)，其中；
所述在线维护模块(701)用于对所述蓄电池组(50)内依次串联的数个蓄电池组段逐一进行放电步骤及充电步骤；
所述掉电判断模块(702)用于判断在针对一当前蓄电池组段的所述放电步骤中、所述直流母线(10)上所连接的所述交流电网(30)是否掉电或所述充电机(20)是否故障，并选择性地控制所述蓄电池组(50)对所述当前蓄电池组段充电，使得所述当前蓄电池组段的端电压不低于一过放电阈值电压，或者，继续执行所述放电步骤。
6.根据权利要求5所述的蓄电池组在线维护系统，其特征在于，所述在线维护模块(701)还用于在所述放电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为恒流放电状态、且所述蓄电池组(50)为不被充电或极小电流充电状态；所述在线维护模块(701)还用于在所述充电步骤中，控制所述当前蓄电池组段为均衡充电状态、且所述蓄电池组(50)为不被充电或极小电流充电状态。
7.根据权利要求6所述的蓄电池组在线维护系统，其特征在于，所述直流变换组(40)包括在每一所述蓄电池组段上分别对应设置的一直流变换模块，每一所述直流变换模块包括可选择性地切换输入输出状态的第一直流端口和第二直流端口，所述第一直流端口并联于对应的所述蓄电池组段两端，所述第二直流端口连接所述直流母线(10)；所述在线维护模块(701)还用于在所述放电步骤中、将所述当前蓄电池组段对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输入端口和输出端口；所述在线维护模块(701)还用于在所述充电步骤中、将所述当前蓄电池组段相对应的所述直流变换模块的所述第一直流端口和所述第二直流端口分别设置为输出端口和输入端口。
8.根据权利要求5-7任一项所述的蓄电池组在线维护系统，其特征在于，所述系统监控器(70)还包括均衡充电模块(703)，用于对所述蓄电池组(50)进行均衡充电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101042.XA CN110931902B (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 蓄电池组在线维护方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101042.XA CN110931902B (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 蓄电池组在线维护方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110931902A CN110931902A (zh) | 2020-03-27 |
| CN110931902B true CN110931902B (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=69854435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010101042.XA Active CN110931902B (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 蓄电池组在线维护方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110931902B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111639425B (zh) * | 2020-05-26 | 2023-06-23 | 东风汽车有限公司 | 蓄电池启动性能预测方法、存储介质及电子设备 |
| CN115001114B (zh) * | 2022-07-19 | 2022-11-18 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 保持蓄电池分组电压均衡的电路、控制方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236426A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Fujitsu Support & Service Kk | バッテリー充放電制御装置 |
| CN107196394A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-09-22 | 国网江苏省电力公司苏州供电公司 | 变电站蓄电池组控制仪及其采用的控制方法 |
| CN107196366A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-09-22 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 一种基于三端口充放电机的蓄电池在线维护系统 |
| CN108155707A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-12 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 一种直流母线供电系统及其控制方法 |
-
2020
- 2020-02-19 CN CN202010101042.XA patent/CN110931902B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004236426A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Fujitsu Support & Service Kk | バッテリー充放電制御装置 |
| CN107196366A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-09-22 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 一种基于三端口充放电机的蓄电池在线维护系统 |
| CN107196394A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-09-22 | 国网江苏省电力公司苏州供电公司 | 变电站蓄电池组控制仪及其采用的控制方法 |
| CN108155707A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-12 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 一种直流母线供电系统及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110931902A (zh) | 2020-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102545291B (zh) | 太阳能蓄电系统及太阳能供电系统 | |
| US7902796B2 (en) | Battery equalization charging method and apparatus | |
| CN110474118B (zh) | 一种能量回馈型电芯串联化成、分容测试系统及方法 | |
| CN103579703A (zh) | 一种电池组充电方法及系统 | |
| CN110931902B (zh) | 蓄电池组在线维护方法及系统 | |
| CN201629586U (zh) | 一种电池均衡充电装置 | |
| CN111864889B (zh) | 铅酸蓄电池组开路保护不间断应急供电系统及供电方法 | |
| CN111245060A (zh) | 基于可控单向导通电路的电池组并机充放电控制系统和方法 | |
| CN114628804A (zh) | 蓄电池组在线维护的控制装置、方法及电力系统 | |
| CN109586361B (zh) | 一种锂电池储能供电系统 | |
| CN207938239U (zh) | 一种bms电池管理系统实训台 | |
| CN112865261B (zh) | 一种储能电池及其应用装置和充放电控制方法 | |
| CN104882936B (zh) | 一种通信储能电源系统 | |
| CN209803309U (zh) | 新型蓄电池组核容测试设备 | |
| CN113253124A (zh) | 一种安全节能电力蓄电池核容放电装置及方法 | |
| CN220420648U (zh) | 蓄电池组在线维护系统及电力系统 | |
| CN113341322A (zh) | 一种一拖多在线式节能型蓄电池组容量测试装置 | |
| CN218896679U (zh) | 蓄电池组在线维护的控制装置及电力系统 | |
| CN218385365U (zh) | 一种铅酸电池新旧混用平衡电路结构 | |
| CN216904388U (zh) | 一种蓄电池组用直流电源系统 | |
| CN116470164A (zh) | 蓄电池组在线维护系统、方法及电力系统 | |
| CN220358825U (zh) | 一种动态安全保护的储能系统 | |
| CN218569910U (zh) | 一种核电厂供电系统 | |
| CN216794660U (zh) | 一种直流电源系统 | |
| CN220492655U (zh) | 一种具有智能蓄电池管理和补偿技术的蓄电池电源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200706 Address after: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District high tech Industrial Park North Song Ping Road No. 3 aotexun Electric Power Mansion Applicant after: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Applicant after: SHENZHEN AUTO SOFTWARE Co.,Ltd. Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District high tech Industrial Park North Song Ping Road No. 3 aotexun Electric Power Mansion Applicant before: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: On line maintenance method and system of storage battery Effective date of registration: 20210908 Granted publication date: 20200731 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009059 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221020 Granted publication date: 20200731 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009059 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: On line maintenance method and system of storage battery Effective date of registration: 20221031 Granted publication date: 20200731 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020130 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231102 Granted publication date: 20200731 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020130 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Online maintenance methods and systems for battery packs Effective date of registration: 20231107 Granted publication date: 20200731 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN AUTO ELECTRIC POWER PLANT Co.,Ltd. Registration number: Y2023980064607 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |