CN205982580U - 新型ups电池离线充放电测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型UPS电池离线充放电测试系统，包括UPS电源、与所述UPS电源电连接的待测电池组，以及与所述UPS电源连接的调试装置；所述UPS电源包括整流模块、充电模块、逆变模块及旁路模块，所述整流模块的输入端接市电，整流模块的输出端分别与充电模块与逆变模块电连接；所述逆变模块与旁路模块电连接；所述待测电池组分别与所述整流模块及充电模块电连接。本实用新型的技术方案能够节省电能，提高测试的准确性，降低测试风险，并且具有测试更简便的特点。

Description

新型UPS电池离线充放电测试系统

技术领域

本实用新型涉及电池充放电检测技术领域，尤其涉及一种新型UPS电池离线充放电测试系统。

背景技术

市电进入UPS经整流器变成直流，直流一部分给电池充电，另外一部分给逆变器产生优质可靠的交流输出给负载供电。这样的一个交流—直流—交流的变换过程，让输入的交流与输出的交流之间没有了直接的联系，保证了输出交流的优质可靠稳定。一般一台UPS配置1-4组电池，为了保证UPS系统安全，电池容量测试一般离线进行。

传统测试方法：将一组电池从多组电池中脱离出来，用假负载对电池进行恒流放电，根据放电时长再计算电池容量，放电完成再用专用充电机将电池充满，并入原有电池系统，再对下一组电池重复上面步骤测试容量，其缺点是需要独立假负载、充电机，测试速度慢，操作步骤多，导致电能损耗大以及测试的准确性较差的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种新型UPS电池离线充放电测试系统，能够节省电能，提高测试的准确性，并且测试更简便。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案为：提供一种新型UPS电池离线充放电测试系统，包括UPS电源、与所述UPS电源电连接的待测电池组，以及与所述UPS电源连接的调试装置；

所述UPS电源包括整流模块、充电模块、逆变模块及旁路模块，所述整流模块的输入端接市电，整流模块的输出端分别与充电模块与逆变模块电连接；所述逆变模块与旁路模块电连接；所述待测电池组分别与所述整流模块及充电模块电连接。

优选地，所述UPS电源还包括开关模块，所述整流模块通过开关模块与待测电池组电连接，且所述充电模块连接在所述开关模块上。

优选地，所述开关模块为塑壳断路器。

优选地，所述UPS电源还包括开关控制模块，所述开关控制模块包括用于控制外部市电输入的第一开关，以及用于控制旁路模块接入的第二开关。

优选地，所述第二开关为微型断路器或塑壳断路器。

优选地，所述新型UPS电池离线充放电测试系统还包括与第二开关连接的负载模块。

优选地，所述待测电池组包括两节待测电池，单节待测电池的充电电压范围为180～240V。

本实用新型的技术方案包括UPS电源、待测电池组与调试装置，通过调试装置可以设置单组电池容量、电池节数、放电功率百分比(即放电功率与UPS整机容量的比值)等参数；该UPS电源包括整流模块、充电模块、逆变模块及旁路模块，充电时，经过整流模块及充电模块电连接，旁路模块处于关闭状态，5分钟后UPS自动对待测电池组以0.1C10(C10是电池标称容量，如100AH)的电流充电，直到待测电池组的电压与相邻电池组电压相近时，停止充电并将该待测电池组接入系统电池组；放电时，市电断开，待测电池组通过整流模块内部的PFC电路升压形成正负400V左右的直流母线电压为逆变模块供电，逆变器将直流逆变成交流后经过旁路模块输出，可与市电并联将电池能量以设定的放电功率注入电网，以完成待测电池组的放电测试，整个过程中只有UPS电源自身功率消耗(5-10％左右)，主要能量注入电网供同一个变压器下的其它负载使用，相比传统假负载放电方式，产生的热量大大降低，具有节能效果；无需假负载存在，并且整个系统的结构更简单；测试便捷，组装及操作方便，降低人为因素的影响，能够提高测试的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的新型UPS电池离线充放电测试系统一实施例的模块方框图；

图2为实用新型的新型UPS电池离线充放电测试系统另一实施例的模块方框图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本技术方案的原理是：利用UPS电源自带的“电池自老化”功能，将待测电池组的能量送进电网，通过调试装置如电脑调节UPS参数，可以实现以0～100％UPS功率放电的恒功率电池放电功能，以对待测电池组的充放电进行测试。

请参照图1至图2，在本实用新型实施例中，该新型UPS电池离线充放电测试系统，包括UPS电源10、与所述UPS电源10电连接的待测电池组30，以及与所述UPS电源10连接的调试装置20；

所述UPS电源10包括整流模块11、充电模块12、逆变模块13及旁路模块14，所述整流模块11的输入端接市电，整流模块11的输出端分别与充电模块12与逆变模块13电连接；所述逆变模块13与旁路模块14电连接；所述待测电池组30分别与所述整流模块11及充电模块12电连接。

需要指出的是，测试时，需要在调试装置20(如电脑等)上设置自老化输出电流百分比在30％～130％可设置，对应UPS输出负载率的0～100％，默认是80％(即UPS 50％额定负载率输出)。

现有的离线放电方案有假负载存在，假负载产生的热量加大了空调的负荷，因此，以空调能效比为3计算，电池用假负载放电时浪费了1.33倍的电池放电能量(举例，每组电池放电功率4KW(400V*10A)，全部转化成热量，空调需要1.32KW功率把热量带出机房，累计浪费功率5.3KW)，才能将测试中产生的热量带走。本实施例中，该测试系统损耗只有UPS电源10本身的发热，满载时UPS电源10的效率95％以上，只有不到5％的电池能量转换为热量，从而达到了节能效果(同样如上例，电池放电功率4KW，只有200W浪费，3800W再次利用了)。该测试系统的结构简单，方便操作，能够降低测试过程中的人为风险，提高测试的准确性。

本实用新型的技术方案包括UPS电源10、待测电池组30与调试装置20，通过调试装置20可以设置单组电池容量、电池节数、放电功率百分比(即放电功率与UPS整机容量的比值)等参数；该UPS电源10包括整流模块11、充电模块12、逆变模块13及旁路模块14，充电时，经过整流模块11与充电模块12电连接，旁路模块14处于关闭状态，5分钟后UPS自动对待测电池组30以0.1C10的电流充电，直到待测电池组30的电压与相邻电池组电压相近时，停止充电并将该待测电池组30接入系统电池组；放电时，市电断开，待测电池组通过整流模块11内部的PFC电路升压形成正负400V左右的直流母线电压为逆变模块13供电，逆变器将直流逆变成交流后经过旁路模块输出，可与市电并联将电池能量以设定的放电功率注入电网，以完成30的放电测试，整个过程中只有UPS电源10自身功率消耗，产生的热量大大降低，具有节能效果；无需假负载存在，并且整个系统的结构更简单；测试便捷，组装及操作方便，降低人为因素的影响，能够提高测试的准确性。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述UPS电源还包括开关模块15，所述整流模块11通过开关模块15与待测电池组30电连接，且所述充电模块12连接在所述开关模块15上。该待测电池组30可以为由偶数接串接的电池组成的电池组。考虑到市电的问题，所述开关模块为塑壳断路器。塑壳断路器允许通过的电流为100A，可以整定至60A左右使用，考虑到安全和耐压，通常不使用微型断路器。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述UPS电源10还包括开关控制模块，所述开关控制模块包括用于控制外部市电输入的第一开关，以及用于控制旁路模块14接入的第二开关。本实施例中，第一开关以及第二开关对应控制整流模块11以及旁路模块14的接入，以对待测电池组30的放电进行控制。优选地，所述第二开关为微型断路器或塑壳断路器。考虑到待测电池组30的放电功率问题，该第三开关可以选用允许通过的电流为32A的微型断路器。可以理解是，该第二开关也可以选用耐压值高的塑壳断路器。

考虑到市电停电的情况，在一具体的实施例中，所述新型UPS电池离线充放电测试系统还包括与第二开关连接的负载模块。在外部市电接通的情况下，该待测电池组30的电能通过旁路模块14反馈至电网或并入UPS输出端，在外部市电断开的情况下，该待测电池组30可通过第二开关接到负载模块上。

在一具体的实施例中，所述待测电池组30包括两节待测电池，单节待测电池的充电电压范围为180～240V。待测电池充电电压范围较广，降低了测试要求，以利于测试。通常该待测电池组30的整组电池数目必须为偶数节，因为电池组要取一根中点连接线。

综上，本技术方案能够将电能回馈电网，供其它负载使用，UPS电源10工作效率95％以上，仅有不到5％的电能变成热能损失掉，相比之下，节能效果显著。以一组32节12V200AH电池以20A电流放电10小时计算，放出的电能为：384*20*10＝76.8KWh，对于一个中小型数据中心，以100组电池，一年放电4次计算，累计节能：76.8*100*4*96％＝29491.2KWh，以1度电1元计算，一年能节省3万元电费。同时由于没有假负载，减少了接线数量，测试用的UPS自带电池放电终止电压保护，还可以设置电池放电时长，不用担心电池过放电，并且本系统对测试人员的技术能力要求降低，节省了人力成本。

为更好的对本实用新型的方案进行说明，请参照下述具体的示例。

选用型号为ITA20KVA的UPS电源10，已知UPS电源10支持的电池节数为180～240个2V单体，对应12V电池为30～40节电池(因为要取中线，所以电池节数必须是偶数)，已知充电器对电池的充电能力为4.5KW，输出功率因数为1.0，则：配置32节电池时：满载时电池放电电流：20KW/384V＝52A；电池放电平均电压为12*32＝384V；最大充电电流：4.5KW/451V＝10A，均充电压是451V；若要以10A电池电流放电，需要设置的“自老化输出电流百分比”为：(10*432/20000)*100％+30％＝51.6％即设置51％的“自老化输出电流百分比”，即可达到4.5KW，10A放电电流的恒功率电池放电效果。

本发明适用于输入输出配电柜有冗余开关的所有机房，应用范围广，若选择型号为ITA40KVA的测试用UPS电源10，还可以对容量更大的电池放电，40000/384＝104A，若以0.1C10的放电电流对待测电池组30进行测试，最大可以支持单组1000AH的待测电池组30放电测试。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，包括UPS电源、与所述UPS电源电连接的待测电池组，以及与所述UPS电源连接的调试装置；

所述UPS电源包括整流模块、充电模块、逆变模块及旁路模块，所述整流模块的输入端接市电，整流模块的输出端分别与充电模块与逆变模块电连接；所述逆变模块与旁路模块电连接；所述待测电池组分别与所述整流模块及充电模块电连接。

2.如权利要求1所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述UPS电源还包括开关模块，所述整流模块通过开关模块与待测电池组电连接，且所述充电模块连接在所述开关模块上。

3.如权利要求2所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述开关模块为塑壳断路器。

4.如权利要求1所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述UPS电源还包括开关控制模块，所述开关控制模块包括用于控制外部市电输入的第一开关，以及用于控制旁路模块接入的第二开关。

5.如权利要求4所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述第二开关为微型断路器或塑壳断路器。

6.如权利要求1所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述新型UPS电池离线充放电测试系统还包括与第二开关连接的负载模块。

7.如权利要求1至6任一项所述的新型UPS电池离线充放电测试系统，其特征在于，所述待测电池组包括两节待测电池，单节待测电池的充电电压范围为180～240V。