CN205753523U - 一种储能电池组充放电控制及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种储能电池组充放电控制及检测装置，包括充放电控制电路、用于检测充放电控制电路中充电继电器K1和放电继电器K2的端电压和电池组的端电压的继电器检测电路，以及电池组管理单元，所述电池组管理单元的输入端与继电器检测电路的输出端相连，所述电池组管理单元的输出端分别与充放电控制电路、继电器检测电路的输入端相连。本实用新型可对储能电池组进行有效的充放电控制管理，有效控制充电继电器K1和放电继电器K2电流的方向，并在充放电回路断开和导通控制切换时有效的限制冲击电流及其对继电器的寿命影响；通过对继电器工作状态的检测，可在继电器出现故障时及时上报处理，有效的提高了电池组系统的安全可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池保护技术领域，尤其是一种储能电池组充放电控制及检测装置。
背景技术
目前，储能电池组的充放电控制电路一般直接采用一个继电器控制充电回路和放电回路，使得单向大功率继电器在频繁的双向大电流切换下使用寿命降低很多。部分充放电控制电路采用独立的充电继电器和放电继电器，但仅对放电继电器进行了预充电保护，对充电继电器的大电流通断切换的保护不够完善。此外，为更好的保护控制设备，需实现对所有继电器开关状态的检测，当前的检测方式需对每一个继电器进行单独的状态检测，且无法与系统的电压检测等功能相结合，整个系统的电路实现较复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够对储能电池组进行有效的充放电控制管理，并对充放电控制开关的工作状态进行有效检测的储能电池组充放电控制及检测装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种储能电池组充放电控制及检测装置，包括充放电控制电路、用于检测充放电控制电路中充电继电器K1和放电继电器K2的端电压和电池组的端电压的继电器检测电路，以及电池组管理单元，所述电池组管理单元的输入端与继电器检测电路的输出端相连，所述电池组管理单元的输出端分别与充放电控制电路、继电器检测电路的输入端相连。
所述充放电控制电路包括充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路，所述充电控制电路由充电继电器K1和续流二极管D1串联组成，所述放电控制电路由放电继电器K2和续流二极管D2串联组成，所述预充电控制电路由功率电阻R1和预充电继电器K3串联组成，所述充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路三者并联；所述继电器检测电路包括电压表V、第一控制开关K4、第二控制开关K5和保护电阻R2，电压表V、保护电阻R2、第二控制开关K5三者串联，继电器检测电路并联在电池组的正、负极上；所述电池组管理单元包括微控制器MCU。
所述微控制器MCU输出用于控制充电继电器K1的控制信号PA1至充电继电器K1的控制端，输出用于控制放电继电器K2的控制信号PA2至放电继电器K2的控制端，输出用于控制预充电继电器K3的控制信号PA3至预充电继电器K3的控制端，输出用于控制第一控制开关K4的控制信号PA4至第一控制开关K4的控制端，输出用于控制第二控制开关K5的控制信号PA5至第二控制开关K5的控制端；所述微控制器MCU接收电池组的工作状态信号以及继电器检测电路中电压表V输出的电压信号。
所述续流二极管D1的阳极与充电继电器K1的负端相连，续流二极管D2的阴极与充电继电器K2的正端相连，电阻R1的一端与预充电继电器K3的正端相连，续流二极管D1的阴极、续流二极管D2的阳极和电阻R1的另一端并联后分别与电压表和电池组的正极相连，充电继电器K1的正端、充电继电器K2的负端、预充电继电器K3的负端并联后接第一控制开关K4的一端，第一控制开关K4的另一端接在电压表V和保护电阻R2的一端之间，保护电阻R2的另一端接第二控制开关K5的一端，第二控制开关K5的另一端分别接逆变器M的负端和电池组的负极，逆变器M的正端接充电继电器K2的负端。
由上述技术方案可知，本实用新型可对储能电池组进行有效的充放电控制管理，有效控制充电继电器K1和放电继电器K2电流的方向，并在充放电回路断开和导通控制切换时有效的限制冲击电流及其对继电器的寿命影响；通过对继电器工作状态的检测，可在继电器出现故障时及时上报处理，有效的提高了电池组系统的安全可靠运行。
附图说明
图1为本装置的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种储能电池组充放电控制及检测装置，包括充放电控制电路1、用于检测充放电控制电路1中充电继电器K1和放电继电器K2的端电压和电池组的端电压的继电器检测电路2，以及电池组管理单元3，所述电池组管理单元3的输入端与继电器检测电路2的输出端相连，所述电池组管理单元3的输出端分别与充放电控制电路1、继电器检测电路2的输入端相连。电池组管理单元3实现对充电继电器K1、放电继电器K2的开关切换来控制充放电控制电路1，并同时控制连接电压表V的各开关切换以检测相应的电压值。
如图1所示，所述充放电控制电路1包括充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路，所述充电控制电路由充电继电器K1和续流二极管D1串联组成，所述放电控制电路由放电继电器K2和续流二极管D2串联组成，所述预充电控制电路由功率电阻R1和预充电继电器K3串联组成，所述充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路三者并联；所述继电器检测电路2包括电压表V、第一控制开关K4、第二控制开关K5和保护电阻R2，电压表V、保护电阻R2、第二控制开关K5三者串联，继电器检测电路2并联在电池组的正、负极上；所述电池组管理单元3包括微控制器MCU。逆变器M用于外接工作负载或充电电源，实现对负载的电源供应或对电池组的充电。
如图1所示，所述微控制器MCU输出用于控制充电继电器K1的控制信号PA1至充电继电器K1的控制端，输出用于控制放电继电器K2的控制信号PA2至放电继电器K2的控制端，输出用于控制预充电继电器K3的控制信号PA3至预充电继电器K3的控制端，输出用于控制第一控制开关K4的控制信号PA4至第一控制开关K4的控制端，输出用于控制第二控制开关K5的控制信号PA5至第二控制开关K5的控制端；所述微控制器MCU接收电池组的工作状态信号以及继电器检测电路2中电压表V输出的电压信号。电池组管理单元3可获取电池组的单体电压、温度、电流等所需的工作状态，并根据内部设定的参数控制充电继电器K1、放电继电器K2的断开或闭合；电池组管理单元3在控制充电继电器K1、放电继电器K2开关切换的同时，控制相应的电压检测开关即第一控制开关K4和第二控制开关K5来检测继电器的实际工作状态，以判断继电器是否出现粘连、无法闭合等故障，继电器开关切换完成后，电压表实时检测电池组的端电压，以保护电池组。
如图1所示，所述续流二极管D1的阳极与充电继电器K1的负端相连，续流二极管D2的阴极与充电继电器K2的正端相连，电阻R1的一端与预充电继电器K3的正端相连，续流二极管D1的阴极、续流二极管D2的阳极和电阻R1的另一端并联后分别与电压表和电池组的正极相连，充电继电器K1的正端、充电继电器K2的负端、预充电继电器K3的负端并联后接第一控制开关K4的一端，第一控制开关K4的另一端接在电压表V和保护电阻R2的一端之间，保护电阻R2的另一端接第二控制开关K5的一端，第二控制开关K5的另一端分别接逆变器M的负端和电池组的负极，逆变器M的正端接充电继电器K2的负端。
实施例一
为实现对储能电池组充放电的可靠控制以及有效判断继电器的工作状态，本实施例中电池组的总电压为500V的直流高压，逆变器M充放电最大电流为200A。
本实施例中充电继电器K1、放电继电器K2、两个续流二极管额定电流均为200A，充电时，充电电流流经充电继电器K1和续流二极管D1，放电时，放电电路流经放电继电器K2和续流二极管D2，两个续流二极管可确保电流流经方向的唯一性，进而保护继电器不受反方向大电流的流通及寿命影响；由于逆变器M一般为非阻性设备，在继电器开关瞬间会在回路中形成大电流的冲击，预充电电路可有效避免这一问题，本实施例中R1为阻值为100Ω、功率值为100W的功率电阻，预充电继电器K3为10A，在充电继电器K1和放电继电器K2闭合前，可将预充电继电器K3闭合，这样可将回路电流钳制在5A，并迅速下降至0A，然后在闭合充电继电器K1或放电继电器K2，避免了继电器闭合时间产生的大电流冲击问题。
本实施例中，电压表V通过第一控制开关K4和第二控制开关K5控制检测继电器端电压或者电池组电压。正常工作时，第一控制开关K4断开、第二控制开关K5闭合，电压表V检测电池组两端总电压，判断电池组的工作状态；充电继电器K1和放电继电器K2开关切换时，第二控制开关K5断开、第一控制开关K4闭合，电压表V检测相应继电器的工作状态，进而判断继电器是否粘连或无法闭合等问题，通过一个电压表V即可实现对多个继电器及电池组电压的检测及判断；保护电阻R2采用100K的电阻，可确保两个电压表开关出现故障一起闭合时电路不会出现短路故障。
本实施例中，微控器MCU可检测获取电池组各单体电池的电压、温度等信息，并判断是否断开或闭合充电继电器K1、放电继电K2器，同时实现对相关电压的检测以及继电器工作状态的判断；若继电器均断开，继电器的端电压为0，则存在继电器粘连故障；若某一个继电器闭合，继电器的端电压为500V左右，则可判断相应的继电器无法正常吸合。
综上所述，本实用新型可对储能电池组进行有效的充放电控制管理，有效控制充电继电器K1和放电继电器K2电流的方向，并在充放电回路断开和导通控制切换时有效的限制冲击电流及其对继电器的寿命影响；通过对继电器工作状态的检测，可在继电器出现故障时及时上报处理，有效的提高了电池组系统的安全可靠运行。
Claims (4)
1.一种储能电池组充放电控制及检测装置，其特征在于：包括充放电控制电路（1）、用于检测充放电控制电路（1）中充电继电器K1和放电继电器K2的端电压和电池组的端电压的继电器检测电路（2），以及电池组管理单元（3），所述电池组管理单元（3）的输入端与继电器检测电路（2）的输出端相连，所述电池组管理单元（3）的输出端分别与充放电控制电路（1）、继电器检测电路（2）的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的储能电池组充放电控制及检测装置，其特征在于：所述充放电控制电路（1）包括充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路，所述充电控制电路由充电继电器K1和续流二极管D1串联组成，所述放电控制电路由放电继电器K2和续流二极管D2串联组成，所述预充电控制电路由功率电阻R1和预充电继电器K3串联组成，所述充电控制电路、放电控制电路和预充电控制电路三者并联；所述继电器检测电路（2）包括电压表V、第一控制开关K4、第二控制开关K5和保护电阻R2，电压表V、保护电阻R2、第二控制开关K5三者串联，继电器检测电路（2）并联在电池组的正、负极上；所述电池组管理单元（3）包括微控制器MCU。
3.根据权利要求2所述的储能电池组充放电控制及检测装置，其特征在于：所述微控制器MCU输出用于控制充电继电器K1的控制信号PA1至充电继电器K1的控制端，输出用于控制放电继电器K2的控制信号PA2至放电继电器K2的控制端，输出用于控制预充电继电器K3的控制信号PA3至预充电继电器K3的控制端，输出用于控制第一控制开关K4的控制信号PA4至第一控制开关K4的控制端，输出用于控制第二控制开关K5的控制信号PA5至第二控制开关K5的控制端；所述微控制器MCU接收电池组的工作状态信号以及继电器检测电路（2）中电压表V输出的电压信号。
4.根据权利要求2所述的储能电池组充放电控制及检测装置，其特征在于：所述续流二极管D1的阳极与充电继电器K1的负端相连，续流二极管D2的阴极与充电继电器K2的正端相连，电阻R1的一端与预充电继电器K3的正端相连，续流二极管D1的阴极、续流二极管D2的阳极和电阻R1的另一端并联后分别与电压表和电池组的正极相连，充电继电器K1的正端、充电继电器K2的负端、预充电继电器K3的负端并联后接第一控制开关K4的一端，第一控制开关K4的另一端接在电压表V和保护电阻R2的一端之间，保护电阻R2的另一端接第二控制开关K5的一端，第二控制开关K5的另一端分别接逆变器M的负端和电池组的负极，逆变器M的正端接充电继电器K2的负端。
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