CN203086206U - 一种具有网络管理功能的电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有网络管理功能的电源系统，具有：依次连接的直流电源、开关模块、电流检测模块、电池模块，以及电池温度检测模块、电池监测模块、均衡模块、保护模块和CPU控制模块，其中电池监测模块采集电流值、电池的电压，并将这些参数反馈给保护模块和CPU控制模块，保护模块控制开关模块的通断，CPU控制模块控制均衡模块进行均衡放电，并将本系统连接到网络。本实用新型能自动选择负载的供电电源，监测电池的电压，实时均衡电池，保证每节电池电压都在误差电压范围内，延长了电池使用寿命；同时可通过网络管理多台电源系统，预先发现隐患，提高了系统稳定性，减少了人力成本。

Description

一种具有网络管理功能的电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源电池系统，尤其涉及一种内置蓄电池并具有本地及远程网络管理功能的电源系统。

背景技术

随着科技发展技术进步，越来越多的电器设备需要不间断工作。电器设备的不间断工作是通过增加备用电源系统来实现。备用电源主要是UPS和后备大容量蓄电池，其中以蓄电池居多，当市电停电后，后备电池开始为设备供电，保证设备不间断工作。现有的后备电池系统缺少对电池的管理，这样不清楚每节电池的状态情况，其中有的电池电压偏低或偏高或坏也不能提前知道，从而不能及时维护，导致在使用后备电池时使设备运行不稳定，造成不必要的损失；同时还缺少远程监控的手段，无法了解电源系统运行情况。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出一种内置蓄电池并具有网络管理功能的电源系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种具有网络管理功能的电源系统，具有：依次连接的直流电源、开关模块、电流检测模块、电池模块，其还包括：电池温度检测模块、电池监测模块、连接电池模块中电池的均衡模块、保护模块和CPU控制模块，所述直流电源的输出端与开关模块共同连接负载，其中电池监测模块，分别连接开关模块、电流检测模块、电池模块、保护模块和CPU控制模块，接收电流检测模块检测出的电流值，检测电池模块中电池的电压值，将所述电流值和电压值发送给保护模块和CPU控制模块；保护模块，连接CPU控制模块，通过电池监测模块控制开关模块的通断；CPU控制模块，连接电池温度检测模块，控制均衡模块进行放电均衡。

所述CPU控制模块连接一个用以连接本地电脑的本地通讯接口。

所述CPU控制模块具有用以连接网络的网络接口，网络接口为以太网接口、GPRS接口和3G/4G接口。

所述CPU控制模块连接一个用以显示参数的液晶显示模块。

所述CPU控制模块连接一冷却模块，在电池温度超高时CPU控制模块启动冷却模块对电池模块降温。

所述电池监测模块还连接一电路板温度检测模块。

所述直流电源为将外接交流电源转换为直流电的电源转换模块。

与现有技术相比，本实用新型不需要单独供电，能在外接电源和蓄电池间自动切换，能精准监测每节电池的电压，可以全天候实时实施主动均衡，保证每节电池电压都在误差电压范围内，采用独到的充放电过程控制方法，工作中多种保护机制，实时电源工作状态和告警信息，有效地保护了电池性能，延长了电池使用寿命和稳定性，对设备的稳定运行提供保障；能在本地设置各种电源参数，能通过SNCP，3G/4G等多种方式联入网络，进行集中统一管理，同时一套网管系统能同时管理多达上千套设备。本系统主要应用于移动机房中的各种通讯设备、室外的通讯设备、服务器、各种网络设备等。实现实时监测后备电源的状态信息，方便维护，能提前做好应对准备，不会因为后备电池组的问题导致在停电过程中影响业务开展，带来不可挽回的损失。运用本系统可以节约大量的人力、物力，也能降低企业的人力成本，对社会、企业来说都有很好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的原理框图。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种具有网络管理功能的电源系统，其具有：依次连接的直流电源、开关模块、电流检测模块、电池模块，以及相互连接的电池温度检测模块、电池监测模块、连接电池模块中电池的均衡模块、保护模块和CPU控制模块, 所述直流电源的输出端与开关模块共同连接负载，本系统能自动选择用外接的直流电源或内置的电池模块向负载供电，能监测和均衡电池模块每节电池，能在本地和远程管理本电源系统。

下面结合附图对各功能模块作出详细的说明：

参看图1示出的较佳实施例，直流电源用于向负载供电、向电池模块充电，同时还向电流检测模块、保护模块和CPU控制模块供电。开关模块完成外接电源对电池模块的充电和电池对负载供电的控制。当外接电源可用时，在电池需要充电时接通外接电源对电池进行充电，不需要充电时关断与电池的连接；当外接电源不可用时接通电池对负载供电，这些控制转换过程很短，对设备运行没有影响。电流检测模块用以检测电流值（电流值包括电源对电池模块的充电电流值和电池模块对负载放电时的放电电流值，该检测精密度高，误差小，采用精密霍尔器件实现），根据该电流值，系统经过分析提供充电过流保护、和放电的过流保护。电池模块提供和直流电源相同的电压，通过功率开关器件和直流电源接在一起，形成同口电源系统。一方面当直流电源可用时，可以对电池模块充电，一方面当直流电源不可用时，自动切换到电池系统上。电池模块可以采用单体电池，也可以采用由多节高容量电池串接的电池组。电池可以是各种蓄电池，如：铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、锂离子电池，磷酸铁锂电池等，只要是在后备电源系统用到的蓄电池都能使用本系统。

在较佳实施例中，电池温度检测模块的探头贴附于电池模块，用以检测电池温度。

电池监测模块，分别连接开关模块、电流检测模块、电池模块、保护模块和CPU控制模块；电池监测模块接收电流检测模块检测出的电流值，检测电池模块中电池的电压值，将所述电流值和电压值发送给保护模块和CPU控制模块；当电池模块为多节电池串接时，每个电池都连线至电池监测模块。电池监测模块能每节电池的电压进行监测，能知道哪节电池开路、哪节电池电压过低、哪节电池电压过高、各电池的容量等，并且能把这些信息传给CPU控制模块。本例采用的电池监测模块有12个检查点，能同时检测12节电池。由于电池监测模块之间也能串接，所以超过12节电池时同样能实现。如当电源是－48V时需要24节2V电池，就需要使用2个电池监测模块；当电源是24V时需要12节2V电池，就需要使用1个电池监测模块即可；当电源是12V时需要6节2V电池，也只需要使用1个电池监测模块。本电源系统中可以提供2个电池监测模块。

保护模块，通过电池监测模块接收所述电流值（即充电电流值和放电电流值）以及电池的电压值，将这通预设的参数比较，根据比较值输出控制信号，控制信号通过电池监测模块放大后控制开关模块的通断，实现对系统的运行保护，如单个电池的过压/欠压保护、总体电池的过压/欠压保护、充放电的过流保护、大电流的短路保护。当电池组处于过充电时，系统切断充电回路，待恢复正常后根据设定参数正常处理；当电池组处于过放电时，系统也切断放电回路，待恢复正常后重新开启放电回路；当电池组输出短路，系统切断电路；当电池组放电电流很大时，系统切断电路，通过断开负载来恢复电池组的放电能力；保护模块还连接CPU控制模块，由CPU控制模块写入所述的预设参数。

CPU控制模块，连接电池温度检测模块，通过读取电池温度检测模块上的电压通过换算来知道电池的温度，当温度高于设定门限温度时，CPU控制模块会显示温度超门限告警。在较佳实施例中，CPU控制模块连接一冷却模块，在电池温度超高时CPU控制模块启动冷却模块对电池模块降温。冷却模块采用半导体制冷硅片，制冷硅片贴附于电池上。CPU还能通过电池监测模块检测没节电池的电流和电压，与所述预设参数比较，根据比较结果控制均衡模块进行放电均衡操作，使得每节电池的电压在误差范围内相等，以免在电池组中电池充放电过程得不到控制，影响电池使用寿命和电源系统的稳定性。该均衡操作是实时全天候主动执行，CPU在不断检测电池参数，一旦满足启动条件就执行均衡操作，涉及均衡操作的参数有启动压差、停止压差、开启电压等。该操作主要用于修正串联电池组中由于电池的自身差异性引起的电压离散型，避免个别电池因过充或欠充导致电池组性能变差甚至损坏的情况发生。

CPU控制模块连接一个本地通讯接口，用以连接本地电脑。本地电脑使用RS232接口与本系统通讯，获取每节电池和电源的参数信息、告警信息，也可对该系统进行参数设置，这些参数有过压值、欠压值、过流值、充放电参数、温度保护值等。

CPU控制模块具有用以连接网络的网络接口，所述网络接口为以太网接口、GPRS接口和3G/4G接口。CPU控制模块基于功能强大的ARM或POWERPC核组建，通过SPI接口与电池监测模块通讯，可获取每节电池和电源的电压信息，也可对电池监测芯片进行配置和读取而获取相关的告警信息，进而进行相应控制和操作。具有和GPRS模块的通讯接口，通过RS232/RS485接口和GPRS模块通讯，完成本电源系统通过移动网络的联网操作；利用完善的2G移动网络可以将每台设备接入到internet中，通过网管系统进行统一集中管理，该通讯模块是选择配置，当需要时才使用GPRS模块，也可进行现场升级，升级只需增加该模块，不需进行软件升级。具有和3G/4G模块的通讯接口，通过PCI接口和3G/4G模块通讯，完成该电源系统通过移动网络的联网操作。利用高速的3G/4G移动网络可以将每台设备接入到internet中，通过网管系统进行统一集中管理，该通讯模块是选择配置，当需要时才使用该模块，也可进行现场升级，升级只需增加该模块，不需进行软件升级。具有以太网通讯接口，以太网通讯模块完成和系统联网通讯，当然也可本地操作，使用RJ45接口，设定IP地址后，遵循IEEE802.3系列协议，可以将每台设备接入到internet中，利用基于TCP/IP协议开发的网管系统能将所有的设备进行统一集中管理，能实时监测所有设备的运行情况，方便维护和管理。

CPU控制模块连接一个用以显示参数的液晶显示模块。该模块只能查询信息，不能进行参数配置，显示信息包括：总电压、每节电池的电压、每节电池的容量、充放电电流、电压过压值、电压欠压值、电流过流值、温度、均衡通道、过压告警、欠压告警等。通过液晶显示模块可以不需要借助网管就可以知道设备的运行状态信息，极大方便现场巡检和维护。

在较佳实施例中，所述电池监测模块还连接一电路板温度检测模块，由电池监测模块转换电路板温度值，保护模块读取该电路板温度值，当温度超过上限时发出报警。

在较佳实施例中，直流电源为将外接220V交流电源转换为直流电的电源转换模块。在其它实施例中，根据需要直流电源还可以是-48V、24V或12V直流电。在实际应用中，该转换模块可以选用，只有交流电时就需要该转换模块完成交流电到直流电的转换，当所处环境有直流电时，就不需要该模块，直接接入直流电源，这样方便灵活接入电源系统。

以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (8)

1.一种具有网络管理功能的电源系统，具有：依次连接的直流电源、开关模块、电流检测模块、电池模块，其特征在于：还包括：电池温度检测模块、电池监测模块、连接电池模块中电池的均衡模块、保护模块和CPU控制模块，所述直流电源的输出端与开关模块共同连接负载，其中

电池监测模块，分别连接开关模块、电流检测模块、电池模块、保护模块和CPU控制模块，接收电流检测模块检测出的电流值，检测电池模块中电池的电压值，将所述电流值和电压值发送给保护模块和CPU控制模块；

保护模块，连接CPU控制模块，通过电池监测模块控制开关模块的通断；

CPU控制模块，连接电池温度检测模块，控制均衡模块进行放电均衡。

2.如权利要求1所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述CPU控制模块连接一个用以连接本地电脑的本地通讯接口。

3.如权利要求1所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述CPU控制模块具有用以连接网络的网络接口。

4.如权利要求3所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述网络接口为以太网接口、GPRS接口和3G/4G接口。

5.如权利要求1所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述CPU控制模块连接一个用以显示参数的液晶显示模块。

6.如权利要求1所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述CPU控制模块连接一冷却模块，在电池温度超高时CPU控制模块启动冷却模块对电池模块降温。

7.如权利要求1所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述电池监测模块还连接一电路板温度检测模块。

8.如权利要求1至7任一项所述的具有网络管理功能的电源系统，其特征在于：所述直流电源为将外接交流电源转换为直流电的电源转换模块。