CN203278320U - 一种组合式机架锂电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合式机架锂电源，包括有2U机箱，在2U机箱内安装有由锂电池和控制模块组成的电源单元，所述的控制模块包括有主控单元，所述的主控单元分别与锂电池、采集单元、电池均衡模块、短路保护模块、通信模块、唤醒模块、充电开关和放电开关连接，所述的采集单元包括有电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述的电流采集模块与SOC计算模块连接，所述的通信模块与上位机连接。本实用新型尽最大的保护锂电池，增加了电池均衡模块，减少电池之间的差异，最大效率的使用锂电池和延长其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种组合式机架锂电源。
背景技术
当前动力锂电池电源系统发展的主要问题是：动力电池成组后安全性和使用寿命显著下降，甚至频繁发生电池燃烧、爆炸等严重事故。造成上述问题的主要原因是动力锂电池成组技术、成组应用技术和设备研究滞后；实现动力锂电池系统集成，为用户提供动力锂电池系统集成技术和产品，是解决当前面临的问题，推动动力锂电池发展的重要课题。 目前，单体动力锂电池已经基本具备推广应用条件，但现有的成组技术、成组应用技术和设备水平还不成熟。也就是说，单体动力锂电池基本解决了安全和寿命问题，推动动力锂电池发展的关键是电池成组技术和BMS技术。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种组合式机架锂电源。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种组合式机架锂电源，包括有2U机箱，在2U机箱内安装有由锂电池和控制模块组成的电源单元，所述的控制模块包括有主控单元，所述的主控单元分别与锂电池、采集单元、电池均衡模块、短路保护模块、通信模块、唤醒模块、充电开关和放电开关连接，所述的采集单元包括有电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述的电流采集模块与SOC计算模块连接，所述的通信模块与上位机连接。
所述的电流采集模块为电流检测传感器；所述的电压采集模块为电压检测传感器；所述的温度采集模块为温度传感器。
电压采集模块：利用电压检测传感器，获取每一节锂电池的单体电压和总电压，并将采集的单体电压实时处理。
电流采集模块：采用电流检测传感器，获取锂电池在充放电过程中的充电电流和放电电流，并用正负号区分充放电电流。
温度采集模块：使用温度传感器实时获取锂电池的温度，并将数据传给主控单元。
短路保护模块：实时获取采集到的单体电压和总电压，判断是否过压，达到过压告警临界点时，产生报警；达到过压时，切断充电回路开关。同理，达到欠压告警临界点时，产生报警；达到欠压时，切断放电回路开关。一旦电压达到正常值，即可回到正常工作状态。
实时获取充放电电流，当达到过流临界点时，切断充放电回路，进入过流保护，若电流比较大作为短路处理。一旦电流降到正常值时，系统可恢复到正常工作状态。
实时获取锂电池的当前温度，当达到过温临界点时，切断充放电回路，进入过温保护。一旦温度回落到正常时，系统即可恢复到正常工作状态。
电池均衡模块：由于各单体电池之间的差异和充电机的因素，导致电池在充电过充中速度不一致，很容易降低电池的利用率，更易减少其使用寿命。因此在各单体电池之间，使用均衡模块，平衡各单体电池之间的差异，最大效率的使用锂电池。
通信模块：为方便工作人员管理和使用，预留了外界通信接口，像RS232与RS485，利用232接口与上位机通信，工作人员即可在上位机上对其进行操作和控制，利用485进行相互之间的通信，方便单体电源之间串联或并联。
唤醒模块：系统在空载状态下或欠压模式下，为最大的降低系统功耗，将会进入休眠模式，尽量减少电池的消耗。当再次充电时，将会被唤醒，重新进入正常工作状态。
SOC计算模块：基站在使用过程中，有时为方便工作人员管理，需要获取电池当前的电量。即锂电池包的电池容量，也是衡量基站先进性的重要指标。通常把一定温度下电池充电到不能再吸收电量时的充电状态定义为SOC= 100%，而将电池再不能放出电量时的充电状态定义为SOC=0%。利用采集的电流和相关的算法即可估算出电池的电量。
上位机：为方便工作人员的管理和使用，设计一个上位机使用界面，能实时采取电池的相关的参数，如当体电压，电流，温度等数值以及显示它的工作状态，也可以将它的数据进行存储，方便以后查询和使用。
利用相关的编程环境，根据要求设计出所需要的上位机界面，通过系统上的RS232接口即可与其相连，实时传输数据，同时采用数据库技术，将它的一些数据存储于后台存储器，为工作人员以后查询和使用。
本实用新型的优点是：本实用新型当充电时，能控制锂电池不过充，当放电时，能控制锂电池不过放，最大延长锂电池的使用寿命；当电压恢复到正常范围时，则又正常工作，同时实时监测充放电电流，防止电流过大，烧坏器件，一旦电流过大，就会切断充放电回路，进入电流保护模式，当电流降低到一定程度时，恢复到正常模式，并实时检测电池表面的温度，当温度过高时，也会切断充放电回路，降低温度，当温度回落到正常时，又正常工作，由于外界原因，会导致正负短接，此系统也有短路保护功能，尽最大的保护锂电池，增加了电池均衡模块，减少电池之间的差异，最大效率的使用锂电池和延长其使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型电源单元的结构示意图。
图2为本实用新型整体框架。
图3为本实用新型功能构架。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种组合式机架锂电源，包括有2U机箱，在2U机箱内安装有由锂电池1和控制模块组成的电源单元，所述的控制模块包括有主控单元2，所述的主控单元2分别与锂电池1、采集单元3、电池均衡模块4、短路保护模块5、通信模块6、唤醒模块7、充电开关8和放电开关9连接，所述的采集单元3包括有电压采集模块10、电流采集模块11和温度采集模块12，所述的电流采集模块11与SOC计算模块13连接，所述的通信模块6与上位机14连接。
所述的电流采集模块11为电流检测传感器；所述的电压采集模块10为电压检测传感器；所述的温度采集模块12为温度传感器。
Claims (2)
1.一种组合式机架锂电源，其特征在于：包括有2U机箱，在2U机箱内安装有由锂电池和控制模块组成的电源单元，所述的控制模块包括有主控单元，所述的主控单元分别与锂电池、采集单元、电池均衡模块、短路保护模块、通信模块、唤醒模块、充电开关和放电开关连接，所述的采集单元包括有电压采集模块、电流采集模块和温度采集模块，所述的电流采集模块与SOC计算模块连接，所述的通信模块与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合式机架锂电源，其特征在于：所述的电流采集模块为电流检测传感器；所述的电压采集模块为电压检测传感器；所述的温度采集模块为温度传感器。
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|---|---|---|---|---|
| CN111415627A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-14 | 福建捷联电子有限公司 | 显示器自动调整亮度至电池充放电平衡点的方法 |
| WO2023070306A1 (zh) * | 2021-10-26 | 2023-05-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池包和用电装置 |
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