CN203690965U - 一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其包括壳体以及安装在所述壳体内的电源电路；其中，所述电源电路包括输入模块、AC/DC模块、充电模块、电池模块、控制模块、输出模块、锂电池管理模块以及显示模块；所述输入模块与AC/DC模块、控制模块依次连接；所述输入模块还与充电模块、电池模块、控制模块、输出模块依次连接；所述锂电池管理模块一端和电池模块连接，另一端和显示模块连接；所述控制模块亦连接至显示模块上。本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源实用性强、稳定性高、能智能管理后备锂离子直流电源，能实时显示电源及电池组充放电的一些基本信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直流电源，具体涉及一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其主要用于煤矿井下直流设备供电，属于矿用电源技术领域。
背景技术
为保证煤矿六大系统、应急通信、应急照明等关键设备正常工作，以及整个网络正常运行，煤矿对不间断直流电源的要求越来越高。煤矿现阶段应用的基于铅酸、镍氢的后备电池不能满足今后大容量及实时性的要求。随着绿色能源开发研究，锂电池凭借自身循环寿命长、比能量高等优势得到广泛应用，我国已经开始推动锂电池在煤矿井下不间断直流后备电源的应用。
对于煤矿井下大容量后备直流电源，锂离子电池必须多节串联才能达到使用电压的需求，但由于电池单体性能上参差不齐，会直接影响整个电池组的性能，且缩短电池使用寿命，需要锂电池管理系统的监管和维护。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，以克服现有技术中的所述缺陷。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其可以解决煤炭矿井下供电故障时直流设备不能正常工作的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其包括壳体以及安装在所述壳体内的电源电路；其中，所述电源电路包括输入模块、AC/DC模块、充电模块、电池模块、控制模块、输出模块、锂电池管理模块以及显示模块；所述输入模块与AC/DC模块、控制模块依次连接；所述输入模块还与充电模块、电池模块、控制模块、输出模块依次连接；所述锂电池管理模块一端和电池模块连接，另一端和显示模块连接；所述控制模块亦连接至显示模块上。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源进一步设置为：所述壳体为金属或者非金属壳体。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源进一步设置为：所述锂电池管理模块包括均衡模块、电池管理芯片、温度采集模块、电流采集模块、保护模块、微控制器、报警模块以及CAN通信模块；其中，所述电池管理芯片、温度采集模块、电流采集模块、保护模块、报警模块、CAN通信模块分别连接至微控制器上；所述均衡模块连接至电池管理芯片上。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源进一步设置为：所述输入模块为127V或660V交流电压的输入模块。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源进一步设置为：所述电池模块为16节锂离子电池组；所述充电模块为锂离子电池充电模块。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源进一步设置为：所述输出模块为24V或48V直流电输出模块。
本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源还设置为：所述显示模块具体为LED液晶显示屏。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1. 本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源适用性强，稳定性高，其采用锂离子电池供电，且配备锂电池管理电路对锂离子电池组进行监管和维护，保证了不间断锂离子直流电源的可靠性，可广泛适用于煤矿各类安全监控系统、应急通信系统及应急照明系统等对不间断直流电源要求很高的场所。
2. 本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源的锂电池管理电路，能智能监管和维护后备锂离子直流电源充放电过程，能实时显示电源及电池组充放电的一些基本信息，可以解决煤矿井下市电故障时直流设备不能正常工作的问题。
附图说明
图1是本实用新型的矿用隔爆不间断锂离子直流电源的原理框图。
图2是图1中的锂电池管理模块的原理框图。
具体实施方式
请参阅说明书附图1和附图2所示，本实用新型为一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其由壳体1以及安装在所述壳体1内的电源电路组成。
其中，所述壳体1为金属或者非金属壳体1。
所述电源电路由输入模块2、AC/DC模块3、充电模块4、电池模块5、控制模块6、输出模块7、锂电池管理模块8以及显示模块9等几部分组成。其中，所述输入模块2与AC/DC模块3、控制模块6依次连接；所述输入模块2还与充电模块3、电池模块4、控制模块5、输出模块7依次连接。所述锂电池管理模块8一端和电池模块5连接，另一端和显示模块9连接。所述控制模块6亦连接至显示模块9上。
进一步的，所述输入模块2为127V或660V交流电压的输入模块2。所述电池模块5为16节锂离子电池组。所述充电模块4为锂离子电池充电模块。所述输出模块7为24V或48V直流电输出模块。所述显示模块9具体为LED液晶显示屏。
当市电正常时，市电通过输入模块2，一部分通过AC/DC模块3的转换，将交流转换为直流电压，通过控制模块6，传输到输出模块7，给负载供电，另一部分通过充电模块4，给电池模块5充电。同时锂电池管理模块8一方面监管电池模块5充放电过程，另一方面把数据传给显示模块9，使其显示电池组充放电电压、电流、温度等状态。控制模块6一方面控制电路切换到AC/DC模块3转换电路使其导通，另一方面把数据传给显示模块9，使其显示传输给输出模块7的电压、电流等状态。当市电故障时，控制模块6一方面控制电路切换到电池模块5供电电路使其导通，此时电池模块5通过控制模块6，传输给输出模块7，给负载供电，另一方面把数据传给显示模块9，使其显示传输给输出模块7的电压、电流等状态。
所述锂电池管理模块8由均衡模块81、电池管理芯片82、温度采集模块83、电流采集模块84、保护模块85、微控制器86、报警模块87以及CAN通信模块88等几部分组成。其中，所述电池管理芯片82、温度采集模块83、电流采集模块84、保护模块85、报警模块87、CAN通信模块88分别连接至微控制器86上；所述均衡模块81连接至电池管理芯片82上。
其中，所述均衡模块81，用于完成对电池组内各个不均衡单体电池的电量均衡，使异常单体电池与其他电池的电量特性趋于一致。所述电池管理芯片82，用于监控锂电池组充放电过程，采集各单体电池电压信息，检测电池电压采集线状态，配合均衡模块81均衡管理锂电池组。所述温度采集模块83，用于采集锂电池组充放电过程中各单体电池的温度信息。所述电流采集模块84，用于采集锂电池组放电过程中电池组的放电电流信息。所述保护模块85，用于锂电池组充放电过程中锂电池出现过压、欠压、过流、过温等异常情况时立刻做出保护动作，保护动作有断开电池组充电回路或放电回路等。所述微控制器86，用于协调各外围模块完成锂电池状态信息采集，控制电池均衡、数据通信、系统保护和报警，发送锂电池组状态信息到显示模块18。所述报警模块87，用于锂电池组充放电过程中锂电池多次或长时间出现过压、欠压、过流、过温等异常情况时发出报警声音，提示用户系统出现异常需要处理或修复。所述CAN通信模块88，用于电池管理电路与上位机、充电机或其他设备进行通信。
进一步的，所述电池管理芯片82可以采用LTC6803锂离子电池管理芯片，具有12位的A/D转换器，精确的电压基准及高压输入多路复用器，可在13ms内完成一个电池组内所有单体电池的电压测量。微控制器86可以采用STM32系列微控制器，功耗较低，外围功能模块丰富，功能完备，具有32位RISC结构，通过对其管脚配置以及锂电池均衡算法进行编程，实现电池管理功能。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：包括壳体以及安装在所述壳体内的电源电路；其中，所述电源电路包括输入模块、AC/DC模块、充电模块、电池模块、控制模块、输出模块、锂电池管理模块以及显示模块；所述输入模块与AC/DC模块、控制模块依次连接；所述输入模块还与充电模块、电池模块、控制模块、输出模块依次连接；所述锂电池管理模块一端和电池模块连接，另一端和显示模块连接；所述控制模块亦连接至显示模块上。
2.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述壳体为金属或者非金属壳体。
3.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述锂电池管理模块包括均衡模块、电池管理芯片、温度采集模块、电流采集模块、保护模块、微控制器、报警模块以及CAN通信模块；其中，所述电池管理芯片、温度采集模块、电流采集模块、保护模块、报警模块、CAN通信模块分别连接至微控制器上；所述均衡模块连接至电池管理芯片上。
4.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述输入模块为127V或660V交流电压的输入模块。
5.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述电池模块为16节锂离子电池组；所述充电模块为锂离子电池充电模块。
6.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述输出模块为24V或48V直流电输出模块。
7.如权利要求1所述的矿用隔爆不间断锂离子直流电源，其特征在于：所述显示模块具体为LED液晶显示屏。
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