CN207320899U - 一种蓄电池在线电压均衡测量模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变电站直流电源系统中蓄电池组的维护领域，具体是一种蓄电池在线电压均衡测量模块。所述电压均衡测量模块包括MCU微处理器和与之连接的电压检测电路、充放电电路、温度检测电路、多路电子开关、RS485接口电路、无线通信模块、状态指标灯和DC/DC隔离电源。电压检测电路用于采集待维护蓄电池组中单体蓄电池的电压，并传输给MCU微处理器。充放电电路在所述MCU微处理器的控制下对待维护蓄电池组中欠充或过充的单体蓄电池进行自动选择对应电池电压档位充电或恒流放电。实现了蓄电池组电压均衡的远程自动控制，无需现场操作，提高了工作效率。

Description

一种蓄电池在线电压均衡测量模块

技术领域

本实用新型涉及变电站直流电源系统中蓄电池组的维护领域，具体是一种蓄电池在线电压均衡测量模块。

背景技术

变电站中的直流电源系统为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供直流用电，蓄电池是整个直流电源系统的最后一道安全屏障，一但出现问题，随之而来的便是保护失灵、开关拒动、通道中断等问题，后果不堪设想。近年来因蓄电池问题导致的重大电力事故时有发生, 造成重大的经济损失。现有蓄电池组运行方式，从技术上讲也存在一些缺陷，直流电源系统中的蓄电池组一般由几十只至一百多只单体蓄电池串联而成，串联状态下的蓄电池组虽然充放电电流是一致的，但由于电池的参数、外部环境及单体自放电的差异，使得蓄电池组各单体电池的电压实际并不均衡，会出现过充、欠充、容量减少现象，而且随着时间的推移，将进一步加深蓄电池参数的不一致性，正是这种恶性循环极大地缩短了蓄电池组的使用寿命。当前针对蓄电池的检测和维护装置，仅局限于电池巡检仪、放电仪、内阻测试仪等，但都存在功能单一，只能检测不能维护的缺点。

发明内容

本实用新型为了对变电站直流电源系统中的蓄电池组实施有效维护，提供一种蓄电池组均衡模块及远程在线均衡装置。

本实用新型的设计方案如下：一种蓄电池在线电压均衡测量模块，所述电压均衡测量模块包括MCU微处理器和与之连接的电压检测电路、充放电电路、温度检测电路、多路电子开关、RS485接口电路、无线通信模块、状态指标灯和DC/DC隔离电源。

所述MCU微处理器是所述电压均衡测量模块的中央控制器，负责所有输入数据的处理和控制信号的输出。

所述温度检测电路连接蓄电池组，测量蓄电池的温度信号，并传输给MCU微处理器转换为温度数字信号。

所述多路电子开关在所述MCU微处理器的控制下实现待维护蓄电池组中各单体蓄电池与电压检测电路、充放电电路间连接的切换，多路电子开关的输出连接有电压检测电路和充放电电路，多路电子开关的输入与蓄电池组中各单体蓄电池连接，多路电子开关的控制输入与MCU微处理器连接，由MCU微处理器控制，选择切换测量电池。

电压检测电路用于采集待维护蓄电池组中单体蓄电池的电压，并传输给MCU微处理器。充放电电路在所述MCU微处理器的控制下对待维护蓄电池组中欠充或过充的单体蓄电池进行自动选择对应电池电压档位充电或恒流放电。

电压均衡测量模块通过RS485接口电路和无线通信模块电路，与PC上位机进行有线或无线通信，传输电池测量数据、上位机指令等信息。状态指灯由MCU控制指示蓄电池工作状态或报警提示。

微处理器控制多路电子开关依次使各单体蓄电池的正负极接入电压检测电路，自动适应2V，6V，12V的单体电池。电压检测电路输出信号至微处理器进行电压采集和处理，根据处理结果，微处理器再控制多路电子开关，使充放电电路连接欠充或过充的需要均衡的单体蓄电池正负极进行充电或放电，最终使蓄电池组中各单体蓄电池的电压完全一致，在线完成对蓄电池组电压的均衡维护。

每个电压均衡测量模块可通过RS485接口电路与PC上位机组成485通信网络，或者通过无线通信模块与PC上位机建立通信，通过有线和无线两种方式使多个蓄电池组的电压均衡测量模块组合成蓄电池组均衡网络。操作人员在上位机上进行参数设置和发送控制指令，控制指令通过以太网、以太网/RS485 转换器和RS485 总线（或无线网络）传输至各个蓄电池组的电压均衡测量模块，完成对网络中每个蓄电池组电压的均衡维护。

与现有技术相比，本实用新型的一种蓄电池在线电压均衡测量模块采用间歇式低充高放、能量守衡的闭环控制原则，实现串联蓄电池的电压均衡，使每一单体蓄电池处于最佳工作状态，延长了蓄电池的使用寿命，增强了直流电源及电力系统运行的安全性。在静态时，电压均衡测量模块对与自己相连的几个电池进行自动均衡工作，可减少模块与上位机的通信工作量。利用现有计算机技术、实时以太网通信技术，结合蓄电池组电压均衡测量模块对蓄电池组进行远程在线均衡维护，实现了蓄电池组电压均衡的远程自动控制，无需现场操作，避免了往返现场的舟车劳顿，节约了大量人力和物力，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的均衡测量模块原理方框图。

图2为均衡测量模块的均衡测量电路结构示意图。

图3为RS485组网结构示意图。

图4为433无线组网方式图结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例： 一种蓄电池在线电压均衡测量模块，电压均衡测量模块如图1所示，由MCU微处理器和与之连接的电压检测电路、充放电电路、温度检测电路、多路电子开关、RS485接口电路、无线通信模块、状态指标灯和DC/DC隔离电源组成。MCU微处理器作为中央控制器，负责所有输入数据的处理和控制信号的输出。

蓄电池的均衡测量电路，如图2所示，由多路电子开关、电压检测电路和充放电电路构成；多路电子开关在所述MCU微处理器的控制下实现待维护蓄电池组中各单体蓄电池与电压检测电路、充放电电路间连接的切换，自动适应2V，6V，12V的单体电池。多路电子开关的输出分别连接有电压检测电路和充放电电路，多路电子开关的输入与蓄电池组中各单体蓄电池连接，多路电子开关的控制输入与MCU微处理器连接，由MCU微处理器控制，选择切换测量电池。电压检测电路用于采集待维护蓄电池组中单体蓄电池的电压，并传输给MCU微处理器；充放电电路在MCU微处理器的控制下对待维护蓄电池组中欠充或过充的单体蓄电池进行自动选择对应电池电压档位充电或恒流放电。

温度检测电路连接蓄电池组，测量蓄电池的温度信号，并传输给MCU微处理器转换为温度数字信号，获得蓄电池的工作状态的温度数值。

使用时，将待维护蓄电池组中各单体蓄电池的正负极与电压均衡测量模块连接，MCU微处理器控制多路电子开关依次使各单体蓄电池的正负极接入电压检测电路，电压检测电路输出信号至微处理器进行电压采集和处理，根据处理结果，微处理器再控制多路电子开关，使充放电电路连接欠充或过充的需要均衡的单体蓄电池正负极进行充电或放电，最终使蓄电池组中各单体蓄电池的电压完全一致，完成对蓄电池组电压的均衡维护。当检测到蓄电池异常时，MCU微处理器控制指示灯闪烁提示。

电压均衡测量模块通过RS485接口电路和无线通信模块电路，与PC上位机建立有线或无线通信。如图3、图4所示，通过有线和无线两种组网方式，可使多个蓄电池组的电压均衡测量模块与上位机组成蓄电池组均衡网络。操作人员在上位机上进行参数设置和发送控制指令，控制指令通过以太网、以太网/RS485 转换器和RS485 总线（或无线网络）传输至各个蓄电池组的电压均衡测量模块，根据指令要求，在电压均衡测量模块的MCU微处理器控制下，在线完成对蓄电池组电压的均衡维护。

一种蓄电池在线电压均衡测量模块其结构合理，能自动实现蓄电池组内各单体蓄电池的电压均衡，延长蓄电池组的使用寿命，增强直流电源及电力系统运行的安全性；能远程在线实现蓄电池组的电压均衡，无需现场操作，降低劳动强度，节约人力物力，提高工作效率。

上述的全部实施方案，并不构成对本技术方案保护的全部限定。任何在上述实施方式的精神原则之内说作的修改、替换均应包含本实用新型的技术方案属于保护范围。

Claims (3)

1.一种蓄电池在线电压均衡测量模块，其特征在于，所述电压均衡测量模块包括MCU微处理器和与之连接的电压检测电路、充放电电路、温度检测电路、多路电子开关、RS485接口电路、无线通信模块、状态指标灯和DC/DC隔离电源；

所述MCU微处理器是所述电压均衡测量模块的中央控制器，负责所有输入数据的处理和控制信号的输出；

所述温度检测电路连接蓄电池组，测量蓄电池的温度信号，并传输给MCU微处理器转换为温度数字信号；

所述多路电子开关在所述MCU微处理器的控制下实现待维护蓄电池组中各单体蓄电池与电压检测电路、充放电电路间连接的切换，多路电子开关的输出连接有电压检测电路和充放电电路，多路电子开关的输入与蓄电池组中各单体蓄电池连接，多路电子开关的控制输入与MCU微处理器连接；

所述电压检测电路用于采集待维护蓄电池组中单体蓄电池的电压，并传输给MCU微处理器；所述充放电电路在所述MCU微处理器的控制下对待维护蓄电池组中欠充或过充的单体蓄电池进行自动选择对应电池电压档位充电或恒流放电。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线电压均衡测量模块，其特征在于，所述测量模块通过RS485接口电路和无线通信模块电路，与PC上位机进行有线或无线通信，传输电池测量数据。

3.根据权利要求1所述的一种蓄电池在线电压均衡测量模块，其特征在于，所述状态指灯由MCU控制指示工作状态或报警提示。