CN112462289A - 蓄电池组在线核容管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄电池组在线核容管理装置，与交流电网和数据采集及均衡管理装置分别相连接，蓄电池组和充电机通过母线共同为直流负载供电，包括：状态开关部、充放电部、核容管理部以及通信部，其中，状态开关部设置在蓄电池组的正极和母线之间，含有热敏电阻、常开接触器以及常闭接触器，充放电部分别与蓄电池组和交流电网相连接，核容管理部含有预设参数存储单元、充电机充电电流采集单元、交流电网电压采集单元、电池运行信息获取单元、充放电部充放电电流采集单元、放电时长计时单元、母线电压采集单元、核容指令生成单元、参数判断控制单元、电流判断单元、电压判断单元、状态开关控制单元、充放电控制单元以及放电时长判断单元。

Description

蓄电池组在线核容管理装置

技术领域

本发明属于蓄电池组维护技术领域，具体涉及一种蓄电池组在线核容管理装置。

背景技术

蓄电池组作为电源系统的后备电源，对保障电网、通信基站等直流设备不间断持续工作，有效应对异常市电停电状况起着十分重要的作用。因此掌握蓄电池组的健康状况，及时发现蓄电池组中有隐患的单体电池，对保障电源系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。

对蓄电池组放电核容是目前检验蓄电池组性能最有效的方法，目前主流的蓄电池放电核容方式主要有传统离线式放电法、在线式实际负荷放电法和在线式逆变器馈网法。

根据相关蓄电池运行维护规范和技术要求，对直流系统蓄电池组核容一般需采用10小时率放电法，新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2～3年进行一次核对性试验，运行了6年以后的阀控蓄电池，应每年作一次核对性放电试验。

传统离线式放电法：在对运行的蓄电池组进行放电时，需要将被测蓄电池组脱离出直流备电系统，同时蓄电池能量通热能等方式消耗掉，不能有效利用。因此该方法不仅耗费大量的人力、物力、财力，还对电源系统正常运行产生极大的安全隐患。

在线实际负载放电法：常规是通过升压装置将蓄电池组电压升压至开关电源电压，并为直流负载供电。目前根据《南方电网电源技术规范》要求，变电站内蓄电池组需要提供单独供电时间为12小时，并且采用实际负荷进行放电，放电电流小，放电时间长，不满足10小时率放电要求，而且不能准确的估算蓄电池组容量，对蓄电池组的健康度不能定量评估。

在线式逆变馈网法：虽然该方法能将蓄电池组能量通过逆变装置反馈至电网，起到节能环保作用，但是经过放电后蓄电池组与系统母线存在较大的压差，在蓄电池组接回电源母线系统时会后较大电流冲击，因此会对系统电源及负荷设备造成不稳定影响。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够高效地对蓄电池组进行在线核容放电并在放电后将蓄电池组安全接回母线的蓄电池组在线核容管理装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种蓄电池组在线核容管理装置，与交流电网和实时采集蓄电池组的电池运行信息的数据采集及均衡管理装置分别相连接，用于对蓄电池组进行核容管理，蓄电池组和与交流电网相连接的充电机通过母线共同为直流负载供电，具有这样的特征，包括：状态开关部、充放电部、核容管理部以及通信部，其中，状态开关部设置在蓄电池组的正极和母线之间，含有热敏电阻、常开接触器以及常闭接触器，热敏电阻和常开接触器串联连接构成组件部与常闭接触器并联连接，充放电部分别与蓄电池组和交流电网相连接，核容管理部含有预设参数存储单元、充电机充电电流采集单元、交流电网电压采集单元、电池运行信息获取单元、充放电部充放电电流采集单元、放电时长计时单元、母线电压采集单元、核容指令生成单元、参数判断控制单元、电流判断单元、电压判断单元、状态开关控制单元、充放电控制单元以及放电时长判断单元，预设参数存储单元存储有预设充电机充电电流值、预设交流电网电压范围、预设单体放电电压值、预设组放电电压值、预设放电电流值、预设放电时长值、预设充放电部充电电流值、第一预设间隔时间值、第二预设间隔时间值以及预设母线电压阈值范围，充电机充电电流采集单元用于实时采集充电机对蓄电池组进行充电的电流作为充电机充电电流，交流电网电压采集单元用于实时采集交流电网的电压作为交流电网电压，电池运行信息获取单元用于通过通信部从数据采集及均衡管理装置实时获取电池运行信息，该电池运行信息至少包括蓄电池组的电压作为组电压以及蓄电池组中的各节电池单体的电压作为单体电压，充放电部充放电电流采集单元用于实时采集充放电部在对蓄电池组进行放电状态下的电流作为放电电流和在对蓄电池组进行充电状态下的电流作为充放电部充电电流，母线电压采集单元用于实时采集母线的电压作为母线电压，核容指令生成单元用于生成对蓄电池组进行核容的核容指令，一旦核容指令生成单元生成核容指令，参数判断控制单元就控制电流判断单元判断充电机充电电流是否小于预设充电机充电电流值，并控制电压判断单元判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，状态开关控制单元就控制常闭接触器切换至断开状态，充放电控制单元控制充放电部开始对蓄电池组进行放电，与此同时控制放电时长计时单元和充放电部充放电电流采集单元进行工作，参数判断控制单元控制电压判断单元判断单体电压是否达到预设单体放电电压值以及组电压是否达到预设组放电电压值，控制电流判断单元判断充放电部充放电电流采集单元所得到的放电电流是否达到预设放电电流值，并控制放电时长判断单元判断放电时长计时单元所得到的放电时长是否达到预设放电时长值，一旦判断单体电压、组电压、放电电流以及放电时长中的任意一者达到对应的预设参数值，充放电控制单元就控制充放电部终止对蓄电池组进行放电，并在第一预设间隔时间值后控制充放电部开始对蓄电池组进行充电，参数判断控制单元控制电压判断单元判断组电压是否在母线电压的预设母线电压阈值范围内，并控制电流判断单元判断充放电部充放电电流采集单元所得到的充放电部充电电流是否小于预设充放电部充电电流值，一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值，充放电控制单元就控制充放电部终止对蓄电池组进行充电，状态开关控制单元先后控制常开接触器和常闭接触器切换至闭合状态，并在第二预设间隔时间值后控制常开接触器切换至断开状态。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元以及容量计算单元，画面存储单元存储有管理画面，一旦充放电部终止对蓄电池组进行放电，容量计算单元就根据放电电流、放电时长以及放电起止时刻的单体电压计算得到蓄电池组的容量信息，该容量信息包含蓄电池组的放电容量作为蓄电池组容量以及各个电池单体的放电容量作为电池单体容量，输入显示部显示管理画面并在该管理画面内显示容量信息。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元，画面存储单元存储有管理画面，该管理画面具有核容按键，输入显示部显示管理画面，并在该管理画面内显示核容按键让用户进行选择，一旦核容按键被选择，核容指令生成单元就生成核容指令。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元以及预设参数信息生成单元，画面存储单元存储有预设参数设定画面，输入显示部显示预设参数设定画面让用户输入各个预设参数值，一旦预设参数画面被确认，预设参数信息生成单元就生成包含所有预设参数值的预设参数信息，预设参数存储单元将预设参数信息进行存储。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，状态开关部还含有二极管，该二极管与组件部和常闭接触器并联连接，一旦充放电部对蓄电池组进行放电，参数判断控制单元就控制电压判断单元判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，一旦判断交流电网电压不在预设交流电网电压范围内，充放电控制单元就控制充放电部停止工作。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元以及电网异常信息生成单元，画面存储单元存储有报警画面，一旦判断交流电网电压不在预设交流电网电压范围内，电网异常信息生成单元就生成电网异常信息，输入显示部显示报警画面并在该报警画面内显示电网异常信息。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元以及核容不允信息生成单元，画面存储单元存储有报警画面，一旦判断充电机充电电流不小于预设充电机充电电流值和/或交流电网电压不在预设交电网电压范围内，核容不允信息生成单元就生成核容不允信息，输入显示部显示报警画面并在该报警画面内显示核容不允信息。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：还包括：输入显示部，其中，核容管理部还含有画面存储单元以及核容完了信息生成单元，画面存储单元存储有告知画面，一旦充放电控制单元控制充放电部终止对蓄电池组进行充电，核容完了信息生成单元就生成核容完了信息，输入显示部显示告知画面并在该告知画面内显示核容完了信息。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，充放电部含有双向DC/AC变换器以及将该双向DC/AC变换器分别与蓄电池组和交流电网相连接的第一状态开关和第二状态开关，一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，状态开关控制单元就控制第一状态开关和第二状态开关切换至闭合状态，一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值内，状态开关控制单元就控制第一状态开关和第二状态开关切换至断开状态。

在本发明提供的蓄电池组在线核容管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，充放电部含有相互独立的逆变单元和直流充电单元、将逆变单元和直流充电单元与蓄电池相连接的第一状态开关、以及将逆变单元和直流充电单元与交流电网相连接的第二状态开关，一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，状态开关控制单元就控制第一状态开关和第二状态开关切换至闭合状态，一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值内，状态开关控制单元就控制第一状态开关和第二状态开关切换至断开状态。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的蓄电池组在线核容管理装置，因为一旦核容指令生成单元生成核容指令，就判断充电机充电电流是否小于预设充电机充电电流值，并判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，就控制常闭接触器切换至断开状态，控制充放电部开始对蓄电池组进行放电，与此同时控制放电时长计时单元和充放电部充放电电流采集单元进行工作，判断单元判断单体电压是否达到预设单体放电电压值以及组电压是否达到预设组放电电压值，判断放电电流是否达到预设放电电流值，并判断放电时长是否达到预设放电时长值，一旦判断单体电压、组电压、放电电流以及放电时长中的任意一者达到对应的预设参数值，就控制充放电部终止对蓄电池组进行放电，并在第一预设间隔时间值后控制充放电部开始对蓄电池组进行充电，判断组电压是否在母线电压的预设母线电压阈值范围内，并判断充放电部充电电流是否小于预设充放电部充电电流值，一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值，就控制充放电部终止对蓄电池组进行充电，先后控制常开接触器和常闭接触器切换至闭合状态，并在第二预设间隔时间值后控制常开接触器切换至断开状态，所以，本发明能够高效地对蓄电池组进行在线核容放电，并且在放电结束后自动反向地给蓄电池组充电至与母线电压相同的电压后，将蓄电池组安全接回母线，减小了因较大电压差所带来的危害。

附图说明

图1是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的原理框图；

图2是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的原理图；

图3是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的结构框图；

图4是本发明的实施例中核容管理部的结构框图；以及

图5是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置对蓄电池组进行放电并在放电后将蓄电池组接回母线的动作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明中的蓄电池组在线核容管理装置作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的结构框图；图2是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的原理图；图3是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置的结构框图。

如图1至图3所示，在本实施例中，蓄电池组在线核容管理装置10是在原有的包含蓄电池组200、充电机400、母线500以及数据采集及均衡管理装置700在内的电源系统的基础上改进而成的，用于对蓄电池组200进行在线核容管理。蓄电池组200由复数个电池单体构成；充电机400由交流电网300提供交流电；蓄电池200和充电机400通过母线500共同为直流负载600提供直流电，并且蓄电池200处于被充电机400浮充的状态。该蓄电池组在线核容管理装置10包括状态开关部11、充放电部12、核容管理部13、输入显示部14、通信部15、暂存部16以及控制部17。

其中，核容管理部13通过通信网络701与数据采集及均衡管理装置700相连接。该通信网络700为有线网络或者无线网络，本实施例中，通信网络700为采用电缆的有线网络。

状态开关部11设置在蓄电池组200的正极和母线500之间，含有热敏电阻111、常开接触器112、常闭接触器113以及二极管114。热敏电阻111和常开接触器111串联连接构成组件部，该组件部与常闭接触器113和二极管114分别并联连接。

充放电部12用于对蓄电池200进行充电和放电，其一端与蓄电池组200的正负极对应连接，另一端与交流电网300相连接。在本实施例中，充放电部12含有双向DC/AC变换器121以及将该双向DC/AC变换器分别与蓄电池组和交流电网相连接的第一状态开关122和第二状态开关123。

图4是本发明的实施例中核容管理部的结构框图。

如图4所示，核容管理部13含有预设参数存储单元131、充电机充电电流采集单元132、交流电网电压采集单元133、电池运行信息获取单元134、充放电部充放电电流采集单元135、放电时长计时单元136、母线电压采集单元137、参数判断控制单元138、电流判断单元139、电压判断单元140、状态开关控制单元141、充放电控制单元142、放电时长判断单元143、核容不允信息生成单元144、核容完了信息生成单元145、电网异常信息生成单元146、容量计算单元147、画面存储单元148、核容指令生成单元149以及预设参数信息生成单元150。

预设参数存储单元131用于存储预设参数值，该预设参数值包含有预设充电机充电电流值、预设交流电网电压范围、预设单体放电电压值、预设组放电电压值、预设放电电流值、预设放电时长值、预设充放电部充电电流值、第一预设间隔时间值、第二预设间隔时间值以及预设母线电压阈值范围。

充电机充电电流采集单元132用于实时采集充电机400对蓄电池组200进行充电的电流作为充电机充电电流。在本实施例中，如图2所示，充电机充电电流采集单元132的测量点设置在状态开关部11和母线500之间，即充电机充电电流为状态开关部11与母线500之间的连接线处的电流。

交流电网电压采集单元133用于实时采集交流电网300的电压作为交流电网电压。

电池运行信息获取单元134用于通过通信部15从数据采集及均衡管理装置700实时获取蓄电池组200的电池运行信息，该电池运行信息至少包括蓄电池组的电压作为组电压以及蓄电池组中的各节电池单体的电压作为单体电压。

充放电部充放电电流采集单元135用于实时采集充放电部12在对蓄电池组200进行放电状态下的电流作为放电电流和在对蓄电池组200进行充电状态下的电流作为充放电部充电电流。

放电时长计时单元136用于对充放电部12对蓄电池组200进行放电的时长进行计时得到放电时长。

母线电压采集单元137用于实时采集母线500的电压作为母线电压。

参数判断控制单元138用于控制电流判断单元139根据预设电流值对电流进行判断；也用于控制电压判断单元140根据预设电压值对电压进行判断；还用于控制放电时长判断单元143根据预设放电时长值对放电时长进行判断。

电流判断单元139用于判断充电机充电电流是否小于预设充电机充电电流值；也用于判断放电电流是否达到预设放电电流值；还用于判断充放电部充电电流是否小于预设充放电部充电电流值。

电压判断单元140用于判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内；也用于判断单体电压是否达到预设单体放电电压值；也用于判断组电压是否达到预设组放电电压值；还用于判断组电压是否在母线电压的预设母线电压阈值范围内。

状态开关控制单元141用于控制常闭接触器113在闭合状态和断开状态之间进行切换；也用于控制常开接触器112在断开状态和闭合状态之间进行切换；还用于控制第一状态开关122和第二状态开关123的开启和关闭。一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，状态开关控制单元141就控制第一状态开关122和第二状态开关123切换至闭合状态；一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值内，状态开关控制单元141就控制第一状态开关122和第二状态开关123切换至断开状态。

充放电控制单元142用于控制充放电部12对蓄电池组200进行充电和放电。

放电时长判断单元143用于判断判断放电时长计时单元136所得到的放电时长是否达到预设放电时长值。

核容不允信息生成单元144用于生成核容不允信息。一旦判断充电机充电电流不小于预设充电机充电电流值和/或交流电网电压不在预设交电网电压范围内，核容不允信息生成单元144就生成核容不允信息，输入显示部14显示报警画面并在该报警画面内显示核容不允信息。

核容完了信息生成单元145用于生成核容完了信息。一旦充放电控制单元142控制充放电部12停止对蓄电池组200进行充电，核容完了信息生成单元145就生成核容完了信息，输入显示部14显示告知画面并在该告知画面内显示核容完了信息。

电网异常信息生成单元146用于生成电网异常信息。一旦充放电部12对蓄电池组200进行放电，参数判断控制单元138就控制电压判断单元140判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，一旦判断交流电网电压不在预设交流电网电压范围内，充放电控制单元142就控制充放电部12停止工作，与此同时电网异常信息生成单元146就生成电网异常信息，输入显示部14显示报警画面并在该报警画面内显示电网异常信息。

容量计算单元147用于计算得到蓄电池组200的容量信息，该容量信息包含蓄电池组的放电容量作为蓄电池组容量以及各个电池单体的放电容量作为电池单体容量。一旦充放电部12终止对蓄电池组200进行放电，容量计算单元147就根据放电电流、放电时长以及放电起止时刻的单体电压计算得到蓄电池组200的容量信息，输入显示部14显示管理画面并在该管理画面内显示容量信息。

画面存储单元148存储有管理画面、预设参数设定画面、报警画面以及告知画面。管理画面用于显示蓄电池组200的性能状态，包含核容按键、电池运行信息显示区域、容量信息显示画面；核容按键用于让操作员进行核容确认操作，电池运行信息显示区域用于显示从数据采集及均衡管理装置700实时获取到的蓄电池组200的电池运行信息，容量信息显示画面用于蓄电池组200的容量信息。预设参数设定画面用于让操作者输入各个预设参数值。报警画面用于显示电网异常信息和核容不允信息。告知画面用于显示核容完了信息。

核容指令生成单元149用于生成对蓄电池200进行核容的核容指令。输入显示部14显示管理画面并在该管理画面内显示核容按键让用户进行选择，一旦核容按键被选择，核容指令生成单元149就生成核容指令。

预设参数信息生成单元150用于生成预设参数信息。输入显示部14显示预设参数设定画面让操作者输入各个预设参数值，一旦预设参数画面被确认，预设参数信息生成单元150就生成包含所有预设参数值的预设参数信息，预设参数存储单元131将预设参数信息进行存储。

输入显示部14用于进行管理画面的显示并在电池运行信息显示区域内显示电池运行信息、在容量信息显示区域内显示容量信息以及显示核容按键让操作者选择核容确认操作；也用于进行预设参数设定画面的显示，从而让操作者进行相应的操作；也用于进行报警画面的显示并在该报警画面内显示电网异常信息和核容不允信息；还用于进行告知画面的显示并在该告知画面内显示核容完了信息。

通信部15用于进行核容管理装置10的各个构成部分之间以及核容管理装置10与数据采集及均衡管理装置700之间的数据信息交换。例如，从数据采集及均衡管理装置700实时获取蓄电池组200的电池运行信息。

暂存部16用于暂时存储核容管理装置10的各个构成部分之间以及核容管理装置10与数据采集及均衡管理装置700之间所交换的相关数据信息，包括从数据采集及均衡管理装置700实时获取到的电池运行信息。

控制部17用于控制核容管理装置10中的各个构成部分的工作。

下面结合流程图来详细阐述蓄电池组在线核容管理装置10对蓄电池组200进行放电并在放电后将蓄电池组200接回母线的动作过程。

图5是本发明的实施例中蓄电池组在线核容管理装置对蓄电池组进行放电并在放电后将蓄电池组接回母线的动作流程图。

如图5所示，在本实施例中，蓄电池组在线核容管理装置10对蓄电池组200进行放电并在放电后将蓄电池组200接回母线500的动作流程包含如下步骤：

步骤S1，核容指令生成单元149生成对蓄电池组200进行核容的核容指令，然后进入步骤S2。

步骤S2，参数判断控制单元138控制电流判断单元139判断充电机充电电流是否小于预设充电机充电电流值，并控制电压判断单元140判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，当充电机充电电流不小于预设充电机充电电流值和/或交流电网电压不在预设交流电网电压范围内，进入步骤S3，当充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，进入步骤S5。

步骤S3，核容不允信息生成单元144生成核容不允信息，然后进入步骤S4。

步骤S4，输入显示部14显示报警画面并在该报警画面内显示核容不允信息，然后进入结束状态。

步骤S5，状态开关控制单元141控制常闭接触器113切换至断开状态，充放电控制单元142控制充放电部12开始对蓄电池组200进行放电，与此同时控制放电时长计时单元136和充放电部充放电电流采集单元135进行工作，然后进入步骤S6。

步骤S6，参数判断控制单元138控制电压判断单元140判断单体电压是否达到预设单体放电电压值以及组电压是否达到预设组放电电压值，控制电流判断单元139判断放电电流是否达到预设放电电流值，并控制放电时长判断单元143判断放电时长是否达到预设放电时长值，当单体电压、组电压、放电电流以及放电时长中的任意一者达到对应的预设参数值，进入步骤S7；否则，循环执行此步骤S6。

步骤S7，充放电控制单元142控制充放电部12终止对蓄电池组200进行放电，并在第一预设间隔时间值后控制充放电部12开始对蓄电池组200进行充电，然后进入步骤S8。

步骤S8，参数判断控制单元138控制电压判断单元140判断组电压是否在母线电压的预设母线电压阈值范围内，并控制电流判断单元139判断充放电部充电电流是否小于预设充放电部充电电流值，当组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值，进入步骤S9；否则，循环执行此步骤S8。

步骤S9，充放电控制单元142控制充放电部12终止对蓄电池组200进行充电，状态开关控制单元141先后控制常开接触器112和常闭接触器113切换至闭合状态，并在第二预设间隔时间值后控制常开接触器112切换至断开状态，然后结束状态。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的蓄电池组在线核容管理装置，因为一旦核容指令生成单元生成核容指令，就判断充电机充电电流是否小于预设充电机充电电流值，并判断交流电网电压是否在预设交流电网电压范围内，一旦判断充电机充电电流小于预设充电机充电电流值并且交流电网电压在预设交电网电压范围内，就控制常闭接触器切换至断开状态，控制充放电部开始对蓄电池组进行放电，与此同时控制放电时长计时单元和充放电部充放电电流采集单元进行工作，判断单元判断单体电压是否达到预设单体放电电压值以及组电压是否达到预设组放电电压值，判断放电电流是否达到预设放电电流值，并判断放电时长是否达到预设放电时长值，一旦判断单体电压、组电压、放电电流以及放电时长中的任意一者达到对应的预设参数值，就控制充放电部终止对蓄电池组进行放电，并在第一预设间隔时间值后控制充放电部开始对蓄电池组进行充电，判断组电压是否在母线电压的预设母线电压阈值范围内，并判断充放电部充电电流是否小于预设充放电部充电电流值，一旦判断组电压在母线电压的预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于预设充放电部充电电流值，就控制充放电部终止对蓄电池组进行充电，先后控制常开接触器和常闭接触器切换至闭合状态，并在第二预设间隔时间值后控制常开接触器切换至断开状态，所以，本实施例能够高效地对蓄电池组进行在线核容放电，并且在放电结束后自动反向地给蓄电池组充电至与母线电压相同的电压后，将蓄电池组安全接回母线，减小了因较大电压差所带来的危害。

另外，因为状态开关部设置在蓄电池组的正极和母线之间，含有热敏电阻、常开接触器、常闭接触器以及二极管，热敏电阻和常开接触器串联连接构成组件部与常闭接触器和二极管并联连接，能够保证蓄电池组在任何故障下处于有效备电状态，不影响电源系统的正常工作。

此外，因为充放电部与蓄电池组和交流电网相连接，充放电部采用双向AC/DC变换器，能够实现将蓄电池组的直流电逆变为交流电并将交流电反馈回交流电网，节能环保。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

例如，在上述实施方式中，充放电部采用双向AD/DC变换器。但是，在本发明中，充放电部也可以相互独立的逆变单元和直流充电单元，分别实现对蓄电池组的放电和充电。

Claims (10)

1.一种蓄电池组在线核容管理装置，与交流电网和实时采集蓄电池组的电池运行信息的数据采集及均衡管理装置分别相连接，用于对所述蓄电池组进行核容管理，所述蓄电池组和与所述交流电网相连接的充电机通过母线共同为直流负载供电，其特征在于，包括：

状态开关部、充放电部、核容管理部以及通信部，

其中，所述状态开关部设置在所述蓄电池组的正极和所述母线之间，含有热敏电阻、常开接触器以及常闭接触器，所述热敏电阻和所述常开接触器串联连接构成组件部与所述常闭接触器并联连接，

所述充放电部分别与所述蓄电池组和所述交流电网相连接，

所述核容管理部含有预设参数存储单元、充电机充电电流采集单元、交流电网电压采集单元、电池运行信息获取单元、充放电部充放电电流采集单元、放电时长计时单元、母线电压采集单元、核容指令生成单元、参数判断控制单元、电流判断单元、电压判断单元、状态开关控制单元、充放电控制单元以及放电时长判断单元，

所述预设参数存储单元存储有预设充电机充电电流值、预设交流电网电压范围、预设单体放电电压值、预设组放电电压值、预设放电电流值、预设放电时长值、预设充放电部充电电流值、第一预设间隔时间值、第二预设间隔时间值以及预设母线电压阈值范围，

所述充电机充电电流采集单元用于实时采集所述充电机对所述蓄电池组进行充电的电流作为充电机充电电流，

所述交流电网电压采集单元用于实时采集所述交流电网的电压作为交流电网电压，

所述电池运行信息获取单元用于通过所述通信部从所述数据采集及均衡管理装置实时获取所述电池运行信息，该电池运行信息至少包括所述蓄电池组的电压作为组电压以及所述蓄电池组中的各节电池单体的电压作为单体电压，

所述充放电部充放电电流采集单元用于实时采集所述充放电部在对所述蓄电池组进行放电状态下的电流作为放电电流和在对所述蓄电池组进行充电状态下的电流作为充放电部充电电流，

所述母线电压采集单元用于实时采集所述母线的电压作为母线电压，

所述核容指令生成单元用于生成对所述蓄电池组进行核容的核容指令，

一旦所述核容指令生成单元生成所述核容指令，所述参数判断控制单元就控制所述电流判断单元判断充电机充电电流是否小于所述预设充电机充电电流值，并控制所述电压判断单元判断交流电网电压是否在所述预设交流电网电压范围内，

一旦判断充电机充电电流小于所述预设充电机充电电流值并且交流电网电压在所述预设交电网电压范围内，所述状态开关控制单元就控制所述常闭接触器切换至断开状态，所述充放电控制单元控制所述充放电部开始对所述蓄电池组进行放电，与此同时控制所述放电时长计时单元和所述充放电部充放电电流采集单元进行工作，

所述参数判断控制单元控制所述电压判断单元判断单体电压是否达到所述预设单体放电电压值以及组电压是否达到所述预设组放电电压值，控制所述电流判断单元判断所述充放电部充放电电流采集单元所得到的放电电流是否达到所述预设放电电流值，并控制所述放电时长判断单元判断所述放电时长计时单元所得到的放电时长是否达到所述预设放电时长值，

一旦判断单体电压、组电压、放电电流以及放电时长中的任意一者达到对应的预设参数值，所述充放电控制单元就控制所述充放电部终止对所述蓄电池组进行放电，并在所述第一预设间隔时间值后控制所述充放电部开始对所述蓄电池组进行充电，

所述参数判断控制单元控制所述电压判断单元判断组电压是否在所述母线电压的所述预设母线电压阈值范围内，并控制所述电流判断单元判断所述充放电部充放电电流采集单元所得到的充放电部充电电流是否小于所述预设充放电部充电电流值，

一旦判断组电压在所述母线电压的所述预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于所述预设充放电部充电电流值，所述充放电控制单元就控制所述充放电部终止对所述蓄电池组进行充电，所述状态开关控制单元先后控制所述常开接触器和所述常闭接触器切换至闭合状态，并在所述第二预设间隔时间值后控制所述常开接触器切换至断开状态。

2.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元以及容量计算单元，

所述画面存储单元存储有管理画面，

一旦所述充放电部终止对所述蓄电池组进行放电，所述容量计算单元就根据放电电流、放电时长以及放电起止时刻的单体电压计算得到所述蓄电池组的容量信息，该容量信息包含所述蓄电池组的放电容量作为蓄电池组容量以及各个所述电池单体的放电容量作为电池单体容量，

所述输入显示部显示所述管理画面并在该管理画面内显示所述容量信息。

3.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元，

所述画面存储单元存储有管理画面，该管理画面具有核容按键，

所述输入显示部显示所述管理画面并在该管理画面内显示所述核容按键让用户进行选择，

一旦所述核容按键被选择，所述核容指令生成单元就生成所述核容指令。

4.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元以及预设参数信息生成单元，

所述画面存储单元存储有预设参数设定画面，

所述输入显示部显示所述预设参数设定画面让所述用户输入各个预设参数值，

一旦所述预设参数画面被确认，所述预设参数信息生成单元就生成包含所有所述预设参数值的预设参数信息，

所述预设参数存储单元将所述预设参数信息进行存储。

5.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于：

其中，所述状态开关部还含有二极管，该二极管与所述组件部和所述常闭接触器并联连接，

一旦所述充放电部对所述蓄电池组进行放电，所述参数判断控制单元就控制所述电压判断单元判断交流电网电压是否在所述预设交流电网电压范围内，

一旦判断交流电网电压不在所述预设交流电网电压范围内，所述充放电控制单元就控制所述充放电部停止工作。

6.根据权利要求5所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元以及电网异常信息生成单元，

所述画面存储单元存储有报警画面，

一旦判断交流电网电压不在所述预设交流电网电压范围内，所述电网异常信息生成单元就生成电网异常信息，

所述输入显示部显示所述报警画面并在该报警画面内显示所述电网异常信息。

7.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元以及核容不允信息生成单元，

所述画面存储单元存储有报警画面，

一旦判断充电机充电电流不小于所述预设充电机充电电流值和/或交流电网电压不在所述预设交电网电压范围内，所述核容不允信息生成单元就生成核容不允信息，

所述输入显示部显示所述报警画面并在该报警画面内显示所述核容不允信息。

8.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，

其中，所述核容管理部还含有画面存储单元以及核容完了信息生成单元，

所述画面存储单元存储有告知画面，

一旦所述充放电控制单元控制所述充放电部终止对所述蓄电池组进行充电，所述核容完了信息生成单元就生成核容完了信息，

所述输入显示部显示所述告知画面并在该告知画面内显示所述核容完了信息。

9.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容管理装置，其特征在于：

其中，所述充放电部含有双向DC/AC变换器以及将该双向DC/AC变换器分别与所述蓄电池组和所述交流电网相连接的第一状态开关和第二状态开关，

一旦判断充电机充电电流小于所述预设充电机充电电流值并且交流电网电压在所述预设交电网电压范围内，所述状态开关控制单元就控制所述第一状态开关和所述第二状态开关切换至闭合状态，

一旦判断组电压在所述母线电压的所述预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于所述预设充放电部充电电流值内，所述状态开关控制单元就控制所述第一状态开关和所述第二状态开关切换至断开状态。

10.根据权利要求1所述的蓄电池组在线核容装置，其特征在于：

其中，所述充放电部含有相互独立的逆变单元和直流充电单元、将所述逆变单元和所述直流充电单元与所述蓄电池相连接的第一状态开关、以及将所述逆变单元和所述直流充电单元与所述交流电网相连接的第二状态开关，

一旦判断充电机充电电流小于所述预设充电机充电电流值并且交流电网电压在所述预设交电网电压范围内，所述状态开关控制单元就控制所述第一状态开关和所述第二状态开关切换至闭合状态，

一旦判断组电压在所述母线电压的所述预设母线电压阈值范围内并且充放电部充电电流小于所述预设充放电部充电电流值内，所述状态开关控制单元就控制所述第一状态开关和所述第二状态开关切换至断开状态。

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