CN113991824A - 一种新型机房用充放电同口锂电ups电源及其上下电方法 - Google Patents

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梁龙
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Abstract

本发明属于一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源及其上下电方法，包括锂电池组、锂电池电源管理模块、锂电池对外输出以及控制模块、锂电池充电控制模块、锂电池对外接口，其特征在于所述锂电池组分别与所述锂电池电源管理模块和锂电池对外输出以及控制模块电连接连接，所述锂电池电源管理模块分别与所述锂电池对外输出以及控制模块、锂电池充电控制模块和锂电池对外接口电连接连接。充放电同口，实现了正常放电，实现对机房的不间断供电，保证数据安全。分别配置放电继电器充电继电器，放电二极管及充电二级管，使得放电时电流按照继电器正常方向流出，充电时按照正常放电流入，即保证了继电器安全性，又实现了相应功能。

Description

一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源及其上下电方法
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体是一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源及其上下电方法。
背景技术
由于厂区内数据机房数据较为重要，因此需要对数据存储设备进行不间断供电，本专利提出一种使用锂电池设备作为机房得备用电源，保证机房不间断供电，提高了重要数据安全性，保证数据正常存储。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源及其上下电方法。
所述的一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源，包括锂电池组、锂电池电源管理模块、锂电池对外输出以及控制模块、锂电池充电控制模块、锂电池对外接口，其特征在于所述锂电池组分别与所述锂电池电源管理模块和锂电池对外输出以及控制模块电连接连接，所述锂电池电源管理模块分别与所述锂电池对外输出以及控制模块、锂电池充电控制模块和锂电池对外接口电连接连接。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池对外接口包括充放电口，与外部的用电设备/室电端连接，所述锂电池对外接口与用电设备之间还设置有逆变整流一体机。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池电源管理模块包括一体机BMS。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池充电控制模块包括充电开关S2、预充电阻R1、充电继电器K1以及充电二极管D2。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述充电开关S2包括机械联动开关S2-1和S2-2，其中所述S2-1与充电电阻R2串联，S2-2与所述锂电池对外输出及控制模块电连接。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池对外输出及控制模块包括放电继电器K2、放电二极管D1、保险丝F1、分流器FU1、放电开关S1、可控转换电源DCDC1、预充电路以及电量显示屏。
所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述预充电路包括预充R1和预充继电器K3。
一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源上下电方法，其特征在于包括以下步骤：
放电上电：将放电开关S1打开，可控转换电源DCDC1被激活，为后端BMS供电，并同时点亮ON档，使得BMS进行正常供电；激活后，闭合预充继电器K3，对外部系统的电容信号进行预充，500ms后预充完成，闭合放电继电器K2,再500ms后断开预充继电器K3,此时整个电池通过冲放电口，放电二极管D1以及放电继电器K2对外部系统进行供电，此时电流方向与放电继电器一致；
微量馈电：如果正常放电时出现微量馈电，通过充放电口-充电继电器K1-二极管D2这一支路对电池组进行小电流充电，充电电流下限为5A,上限不超过充电继电器K1和二级管D2的额定值；
放电下电：关闭S1；
严重馈电时，进行充电上电：断开放电开关S1,闭合充电开关S2,充电开关S2中的S2-1开关与R2串联并被系统捕捉到CC2信号输入，S2-2与S1并联，均用来激活DCDC1；充电开关S2闭合后，S2-1和S2-2两开关均闭合， BMS检测到CC2后，不闭合放电继电器K2，闭合充电继电器K1，电流通过充电继电器K1、充电二极管D2以及充放电口进行充电，此时充电继电器K1电流放电与充电电流一致；
充电下电：关闭充电开关S2。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
充放电同口，实现了正常放电，实现对机房的不间断供电，保证数据安全。分别配置放电继电器充电继电器，放电二极管及充电二级管，使得放电时电流按照继电器正常方向流出，充电时按照正常放电流入，即保证了继电器安全性，又实现了相应功能。
严重馈电时使用充电口补电，实现了电池快速补电，又保证了继电器安全寿命，设置充电电阻R2，使BMS检测口变为无缘检测口，保证正常信号检测。预充支路配置保证了继电器寿命，整流逆变一体机实现了交直流转换，保证放电充电功能，集成度高，具有便捷性。设置保险丝，增加电池安全性。
附图说明
图1为电源的模块图；
图2为电源的模块原理图；
图3为本发明锂电UPS电源的电路原理图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、 “另一端”、 “外侧”、 “上”、 “内侧”、 “水平”、 “同轴”、 “中央”、 “端部”、 “长度”、 “外端”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，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。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源，包括锂电池组1、锂电池电源管理模块2、锂电池对外输出以及控制模块3、锂电池充电控制模块4、锂电池对外接口5，锂电池组1分别与锂电池电源管理模块2和锂电池对外输出以及控制模块3电连接连接，锂电池电源管理模块2分别与锂电池对外输出以及控制模块3、锂电池充电控制模块4和锂电池对外接口5电连接连接。
锂电池对外接口5包括充放电口，与外部的用电设备/室电端连接，锂电池对外接口5与用电设备之间还设置有逆变整流一体机。室电端指室内220V电连接端。
锂电池电源管理模块2包括XX。
锂电池充电控制模块4包括充电开关S2、预充电阻R1、充电继电器K1以及充电二极管D2。所述充电开关S2包括机械联动开关S2-1和S2-2，其中所述S2-1与充电电阻R2串联，S2-2与所述锂电池对外输出及控制模块3电连接。
锂电池对外输出及控制模块3包括放电继电器K2、放电二极管D1、保险丝F1、分流器FU1、放电开关S1、可控转换电源DCDC1、预充电路以及电量显示屏。预充电路包括预充R1和预充继电器K3。
具体来说，机房用电模块属于正常用电模块，其使用得是交流电，此交流电可为220V.和380V，其由2个供电部分组成，一种是AC输入1，即正常室电，一种是AC输入2，其源头为充放电同口锂电池，锂电池内部工作原理及其工作情况在后面描述，锂电池直流经过ZD1整流逆变一体机的逆变后变成交流电，为负载供电。当锂电池微量馈电后，室电通过AC输入口2经过整流逆变一体机整流后给锂电池补电，当锂电池放置时间比较久后，馈电程度比较大时，将机房用电模块独立出去，用室电为整流逆变一体机整流后给锂电池充电。
锂电池内部介绍如下：B1为锂电池组，F1为总正熔断器用在短路时实现对系统的保护，FU1为分流器，用来采集系统电流，R2为充电电阻和S2为充电开关，S1为放电开关，DCDC1为可控电源，用来给bmS供电，BMS是内部控制器，用来整个系统的电压温度电流采集，并根据上述信心，进行相应的继电器控制，K1为充电继电器，K2为放电继电器，R1为预充电阻，K3为预充继电器，D1为放电二极管，D2为充电二极管。电量显示模块用来显示电量，对用户进行提醒。
一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源上下电方法，其特征在于包括以下步骤：
放电上电：将放电开关S1打开，可控转换电源DCDC1被激活，为后端BMS供电，并同时点亮ON档，使得BMS进行正常供电；激活后，闭合预充继电器K3，对外部系统的电容信号进行预充，500ms后预充完成，闭合放电继电器K2,再500ms后断开预充继电器K3,此时整个电池通过冲放电口，放电二极管D1以及放电继电器K2对外部系统进行供电，此时电流方向与放电继电器一致；
微量馈电：如果正常放电时出现微量馈电，通过充放电口-充电继电器K1-二极管D2这一支路对电池组进行小电流充电，充电电流下限为5A,上限不超过充电继电器K1和二级管D2的额定值；
放电下电：关闭S1；
严重馈电时，进行充电上电：断开放电开关S1,闭合充电开关S2,充电开关S2中的S2-1开关与R2串联并被系统捕捉到CC2信号输入，S2-2与S1并联，均用来激活DCDC1；充电开关S2闭合后，S2-1和S2-2两开关均闭合， BMS检测到CC2后，不闭合放电继电器K2，闭合充电继电器K1，电流通过充电继电器K1、充电二极管D2以及充放电口进行充电，此时充电继电器K1电流放电与充电电流一致；
充电下电：关闭充电开关S2。
充放电同口，实现了正常放电，实现对机房的不间断供电，保证数据安全。分别配置放电继电器充电继电器，放电二极管及充电二级管，使得放电时电流按照继电器正常方向流出，充电时按照正常放电流入，即保证了继电器安全性，又实现了相应功能。
严重馈电时使用充电口补电，实现了电池快速补电，又保证了继电器安全寿命，设置充电电阻R2，使BMS检测口变为无缘检测口，保证正常信号检测。预充支路配置保证了继电器寿命，整流逆变一体机实现了交直流转换，保证放电充电功能，集成度高，具有便捷性。设置保险丝，增加电池安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种新型机房用充放电同口锂电UPS电源，包括锂电池组（1）、锂电池电源管理模块（2）、锂电池对外输出以及控制模块（3）、锂电池充电控制模块（4）、锂电池对外接口（5），其特征在于所述锂电池组（1）分别与所述锂电池电源管理模块（2）和锂电池对外输出以及控制模块（3）电连接连接，所述锂电池电源管理模块（2）分别与所述锂电池对外输出以及控制模块（3）、锂电池充电控制模块（4）和锂电池对外接口（5）电连接连接。
2.根据权利要求1所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池对外接口（5）包括充放电口，与外部的用电设备/室电端连接，所述锂电池对外接口（5）与用电设备之间还设置有逆变整流一体机。
3.根据权利要求1所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池电源管理模块（2）包括一体机BMS。
4.根据权利要求1所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池充电控制模块（4）包括充电开关S2、预充电阻R1、充电继电器K1以及充电二极管D2。
5.根据权利要求4所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述充电开关S2包括机械联动开关S2-1和S2-2，其中所述S2-1与充电电阻R2串联，S2-2与所述锂电池对外输出及控制模块（3）电连接。
6.根据权利要求1所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述锂电池对外输出及控制模块（3）包括放电继电器K2、放电二极管D1、保险丝F1、分流器FU1、放电开关S1、可控转换电源DCDC1、预充电路以及电量显示屏。
7.根据权利要求6所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源，其特征在于所述预充电路包括预充R1和预充继电器K3。
8.一种如权利要求1-7任一所述的新型机房用充放电同口锂电UPS电源上下电方法，其特征在于包括以下步骤：
放电上电：将放电开关S1打开，可控转换电源DCDC1被激活，为后端BMS供电，并同时点亮ON档，使得BMS进行正常供电；激活后，闭合预充继电器K3，对外部系统的电容信号进行预充，500ms后预充完成，闭合放电继电器K2,再500ms后断开预充继电器K3,此时整个电池通过冲放电口，放电二极管D1以及放电继电器K2对外部系统进行供电，此时电流方向与放电继电器一致；
微量馈电：如果正常放电时出现微量馈电，通过充放电口-充电继电器K1-二极管D2这一支路对电池组进行小电流充电，充电电流下限为5A,上限不超过充电继电器K1和二级管D2的额定值；
放电下电：关闭S1；
严重馈电时，进行充电上电：断开放电开关S1,闭合充电开关S2,充电开关S2中的S2-1开关与R2串联并被系统捕捉到CC2信号输入，S2-2与S1并联，均用来激活DCDC1；充电开关S2闭合后，S2-1和S2-2两开关均闭合， BMS检测到CC2后，不闭合放电继电器K2，闭合充电继电器K1，电流通过充电继电器K1、充电二极管D2以及充放电口进行充电，此时充电继电器K1电流放电与充电电流一致；
充电下电：关闭充电开关S2。
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