CN112003352A - 一种基于pwm放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，包括在线弱均衡系统，在线弱均衡系统包含有数采及放电模组和智能均衡模组。本发明通过预防过充电情况发生，保障电池组电池电压、容量的一致性，实现了蓄电池均衡的远程自动控制，提高电池可靠性、延长电池寿命，节能减排，节省人工维护等目的，该基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统可以在浮充状态下合理的判断蓄电池组中每个单体电池的电压一致性，并可以自动对电压不均衡的蓄电池进行放电维护，达到电压一致性的要求，解决了在后备电源系统中，铅酸蓄电池总是在线备用工作的，往往会产生电池容量、电压等不均衡现象，导致电池组输出电压过低，输出电量过小的问题。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池管理与维护技术领域，具体为一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统。
背景技术
在后备电源系统中，铅酸蓄电池总是在线备用工作的，往往会产生电池容量、电压等不均衡现象，导致电池组输出电压过低，输出电量过小，这样的电池基本处于长期的浮充状态中，浮充电压的选取对电池长期可靠运行起着至关重要的作用，偏高的浮充电压会造成电池缓慢失水并产生热失控而使电池失效；偏低的浮充电压会造成电池长期处于充不满电的状态，使电池发生硫酸盐化而导致电池失效。
蓄电池的均衡是指在由多个蓄电池单体组成的蓄电池组中，对各蓄电池单体在充放电方法上采取措施，使各蓄电池在充电时能同时到达充电终止电压，或者放电时同时到达放电终止电压。
在一个电池组中电池总是串联充电的，由于电池存在个体差异，每个电池的端电压不会严格一致，为保证电池组中每个电池的长期运行，必须保证电池组中每个电池的浮充端电压都处于正确的范围，对电池进行均衡充电是经常采用的方法，通过适当的过充电来保证电池组中落后电池充足电，这一方法由于对电池组过充电而应限制使用。
该方法存在的不足有：安全隐患大，电池放电后或事故停电后，不及时检查充电机充电电流，会导致充电电流过大或失控，从而造成严重事故；不合理的温度补偿会影响蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，具备智能充电、预防过充电情况发生、控制灵活充电电流和延长电池使用寿命的优点，解决了在后备电源系统中，铅酸蓄电池总是在线备用工作的，往往会产生电池容量、电压等不均衡现象，导致电池组输出电压过低，输出电量过小，这样的电池基本处于长期的浮充状态中且由于电池存在个体差异，每个电池的端电压不会严格一致的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，包括在线弱均衡系统，所述在线弱均衡系统包含有数采及放电模组和智能均衡模组。
优选的，每节电池上安装一个数采及放电模组，每组电池组安装一个智能均衡模组。
优选的，所述数采及放电模组通过内部总线和智能均衡模组连接。
优选的，所述数采及放电模组检测蓄电池电压数据，同时将数据传输给智能均衡模组。
优选的，所述智能均衡模组通过对运行中的蓄电池进行实时数据采集、智能诊断分析，预测不均衡度，并在线均衡各单体电池电压。
优选的，所述在线弱均衡系统的工作流程如下：
铅酸蓄电池在线弱均衡系统首先通过数采及放电模组采样单体电池电压数据，智能均衡模组把蓄电池组中各单体电池的电压数据搜集汇总并进行编号匹配，通过智能分析及逻辑判断筛选出需要维护的电池编号，之后把电池维护命令下发给对应编号的单电池数采及放电模组，数采及放电模组进行PWM放电维护，以达到在线均衡调节、控制组内蓄电池电压一致性，让每节蓄电池电压处于均衡值、防止单体电池过充电。
优选的，所述智能均衡模组筛选的判断逻辑如下：
首先判断电池组电压是否大于浮充电压下限，不是则回到初始状态循环判断，是则进入下一项判断，组内单电池电压最大值和电压最小值的差值是否大于设定的允许压差上限值，不是则回到初始状态循环判断，是则继续往下执行下一项操作，下发组内最大电压单体电池号给数采及放电模组，数采及放电模组执行放电维护操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过预防过充电情况发生，保障电池组电池电压、容量的一致性，实现了蓄电池均衡的远程自动控制，提高电池可靠性、延长电池寿命，节能减排，节省人工维护等目的，该基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统可以在浮充状态下合理的判断蓄电池组中每个单体电池的电压一致性，并可以自动对电压不均衡的蓄电池进行放电维护，达到电压一致性的要求，解决了在后备电源系统中，铅酸蓄电池总是在线备用工作的，往往会产生电池容量、电压等不均衡现象，导致电池组输出电压过低，输出电量过小，这样的电池基本处于长期的浮充状态中且由于电池存在个体差异，每个电池的端电压不会严格一致的问题。
附图说明
图1为蓄电池在线均衡系统的整体框图；
图2为本发明的筛选逻辑判断图。
图中：1、在线弱均衡系统；2、数采及放电模组；3、智能均衡模组。
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部分实施例，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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，包括在线弱均衡系统1，在线弱均衡系统1包含有数采及放电模组2和智能均衡模组3。
本发明中：每节电池上安装一个数采及放电模组2，每组电池组安装一个智能均衡模组3。
本发明中：数采及放电模组2通过内部总线和智能均衡模组3连接。
本发明中：数采及放电模组2检测蓄电池电压数据，同时将数据传输给智能均衡模组3。
本发明中：智能均衡模组3通过对运行中的蓄电池进行实时数据采集、智能诊断分析，预测不均衡度，并在线均衡各单体电池电压。
本发明中：在线弱均衡系统1的工作流程如下：
铅酸蓄电池在线弱均衡系统首先通过数采及放电模组2采样单体电池电压数据，智能均衡模组3把蓄电池组中各单体电池的电压数据搜集汇总并进行编号匹配，通过智能分析及逻辑判断筛选出需要维护的电池编号，之后把电池维护命令下发给对应编号的单电池数采及放电模组2，数采及放电模组2进行PWM放电维护，以达到在线均衡调节、控制组内蓄电池电压一致性，让每节蓄电池电压处于均衡值、防止单体电池过充电。
本发明中：智能均衡模组3筛选的判断逻辑如下：
首先判断电池组电压是否大于浮充电压下限，不是则回到初始状态循环判断，是则进入下一项判断，组内单电池电压最大值和电压最小值的差值是否大于设定的允许压差上限值，不是则回到初始状态循环判断，是则继续往下执行下一项操作，下发组内最大电压单体电池号给数采及放电模组2，数采及放电模组2执行放电维护操作。
综上所述：该基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，通过预防过充电情况发生，保障电池组电池电压、容量的一致性，实现了蓄电池均衡的远程自动控制，提高电池可靠性、延长电池寿命，节能减排，节省人工维护等目的，该基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统可以在浮充状态下合理的判断蓄电池组中每个单体电池的电压一致性，并可以自动对电压不均衡的蓄电池进行放电维护，达到电压一致性的要求，解决了在后备电源系统中，铅酸蓄电池总是在线备用工作的，往往会产生电池容量、电压等不均衡现象，导致电池组输出电压过低，输出电量过小，这样的电池基本处于长期的浮充状态中且由于电池存在个体差异，每个电池的端电压不会严格一致的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，包括在线弱均衡系统（1），其特征在于：所述在线弱均衡系统（1）包含有数采及放电模组（2）和智能均衡模组（3）。
2.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：每节电池上安装一个数采及放电模组（2），每组电池组安装一个智能均衡模组（3）。
3.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：所述数采及放电模组（2）通过内部总线和智能均衡模组（3）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：所述数采及放电模组（2）检测蓄电池电压数据，同时将数据传输给智能均衡模组（3）。
5.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：所述智能均衡模组（3）通过对运行中的蓄电池进行实时数据采集、智能诊断分析，预测不均衡度，并在线均衡各单体电池电压。
6.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：所述在线弱均衡系统（1）的工作流程如下：
铅酸蓄电池在线弱均衡系统首先通过数采及放电模组（2）采样单体电池电压数据，智能均衡模组（3）把蓄电池组中各单体电池的电压数据搜集汇总并进行编号匹配，通过智能分析及逻辑判断筛选出需要维护的电池编号，之后把电池维护命令下发给对应编号的单电池数采及放电模组（2），数采及放电模组（2）进行PWM放电维护，以达到在线均衡调节、控制组内蓄电池电压一致性，让每节蓄电池电压处于均衡值、防止单体电池过充电。
7.根据权利要求1所述的一种基于PWM放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统，其特征在于：所述智能均衡模组（3）筛选的判断逻辑如下：
首先判断电池组电压是否大于浮充电压下限，不是则回到初始状态循环判断，是则进入下一项判断，组内单电池电压最大值和电压最小值的差值是否大于设定的允许压差上限值，不是则回到初始状态循环判断，是则继续往下执行下一项操作，下发组内最大电压单体电池号给数采及放电模组（2），数采及放电模组（2）执行放电维护操作。
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