CN209472415U - 电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源系统，其包括配电单元、电池单元、第一转化单元和第二转化单元，配电单元包括电池管理系统，电池管理系统包括电压均衡控制模块，用于平衡电池单元中各单体电池上的电压；第一转化单元接入市电，用于将交流电转化成直流电，第一转化单元和第二转化单元之间接入配电单元和电池单元，电池单元和配电单元电连接，第二转化单元用于将电池单元输出的直流电转成成交流电，第二转化单元的输出端与外接设备相连。本实用新型的电源系统，使电池单元中各单体电池电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充和过放的发生，进而增加电池单元中各单体电池的寿命。

Description

电源系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电源系统。

背景技术

UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源。主要为计算机等电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应负载使用，同时它还给所配的储能电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池储存的电能通过逆变转换的方式向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件不受损坏。但是，目前市场上的不间断电源系统装置普遍存在电池使用寿命短，低温特性差，充电时间长，不便于对系统运行状况进行监控的缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电源系统，以解决电源系统中电池寿命短的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电源系统，包括配电单元、电池单元、第一转化单元和第二转化单元，所述配电单元包括电池管理系统，所述电池管理系统包括电压均衡控制模块，用于平衡所述电池单元中各单体电池上的电压；所述第一转化单元接入市电，用于将交流电转化成直流电，所述第一转化单元和所述第二转化单元之间接入所述配电单元和所述电池单元，所述电池单元和所述配电单元电连接，所述第二转化单元用于将电池单元输出的直流电转成交流电，所述第二转化单元的输出端与外接设备相连。

优选地，所述第一转化单元包括整流器，所述第二转化单元包括逆变器，所述整流器包括正极输出端和负极输出端，所述逆变器包括正极输入端和负极输入端，所述电源系统还包括第一支路和第二支路，所述第一支路的两端分别与所述正极输出端、所述正极输入端电连接，所述第二支路的两端分别与所述负极输出端、所述负极输入端电连接。

优选地，所述电池单元包括正极端子和负极端子，所述电源系统还包括第三支路和第四支路，所述第三支路的两端分别与所述第一支路和所述正极端子电连接，所述第四支路的两端分别与所述第二支路和所述负极端子电连接；

所述电源系统还包括串联连接的充电继电器和放电继电器，所述充电继电器和所述放电继电器设置在所述第三支路上。

优选地，所述电源系统还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述放电继电器并联设置，所述第二二极管与所述充电继电器并联设置，所述第一二极管和所述第二二极管反向串联设置。

优选地，所述电源系统还包括第五支路和第六支路，所述第五支路的两端分别与所述第三支路、所述电池管理系统的正极端电连接，所述第六支路的两端分别与所述第四支路、所述电池管理系统的负极端电连接。

优选地，所述电源系统还包括电流采样元件，所述电流采样元件设置在所述第四支路上，且所述电流采样元件位于所述第六支路与所述第四支路的电路节点和所述第二支路与所述第四支路的电路节点之间。

优选地，所述电源系统还包括第七支路、第一开关和第三二极管，所述第一开关设置在所述第七支路上，所述第七支路的两端分别与所述第五支路和第三支路电连接，所述第五支路上设置有第三二极管。

优选地，所述电源系统还包括保险管，所述保险管与电池管理系统电连接，所述保险管对电池管理系统进行过电流保护。

优选地，所述电源系统还包括第二开关，所述电池单元的正极端子和负极端子经所述第二开关接入所述第三支路和第四支路；和/或，

所述电源系统还包括第三开关，所述电池管理系统的正极端和负极端经所述第三开关接入所述第五支路和第六支路。

优选地，所述电源系统还包括第四开关和旁路输入，所述逆变器的输出端经所述第四开关与外接设备相连，所述旁路输入接入市电，所述旁路输入能够经所述第四开关连接外接设备。

优选地，所述电源系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述电池管理系统、通讯设备信号连接，以将所述电池管理系统检测的数据传输给数据平台。

本实用新型的电源系统，通过设置包括电压均衡控制模块的电池管理系统，使电池单元中各单体电池电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充和过放的发生，进而增加电池单元中各单体电池的寿命。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。

图1是本实用新型的电源系统的电气原理图。

图中：

1、配电单元；11、电池管理系统；2、电池单元；3、第一转化单元；31、整流器；4、第二转化单元；41、逆变器；5、第一支路；6、第二支路；7、第三支路；8、第四支路；9、充电继电器；10、放电继电器； 01、第一二极管；02、第二二极管；03、第五支路；04、第六支路；05、电流采样元件；06、第七支路；07、第一开关；08、第三二极管；09、保险管；010、第二开关；020、第三开关；030、第四开关；040、旁路输入。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1所示，本实用新型提供一种电源系统，其包括配电单元1、电池单元2、第一转化单元3和第二转化单元4，所述配电单元1包括电池管理系统11，所述电池管理系统11包括电压均衡控制模块，用于平衡所述电池单元2中各单体电池上的电压，进而对电池单元进行保护，延长电池寿命，所述电池单元2例如可以是由7个电池模块串联构成 386.4V/30.9kWh，电池模块例如由2并24串2.3V/40Ah钛酸锂电池单体组成55.2V/80Ah。

所述电池管理系统11能够对电池单元2的实时电压、电池单元2 的充放电电流、单体电池的电压、电池单元2的温度及电池单元2的漏电进行监测，所述电池管理系统11能够在监测到电池单元2的实时电压、电池单元2的充放电电流、单体电池的电压，电池单元2的温度超过安全保护极限时，对设备进行隔离，并形成故障信息。所述电池管理系统 11能够在电池单元2的充放电过程中，完成电池单元2 SOC标定。

所述第一转化单元3接入市电，用于将交流电转化成直流电，所述第一转化单元3和所述第二转化单元4之间接入所述配电单元1和所述电池单元2，所述电池单元2和所述配电单元1电连接，所述第二转化单元4用于将电池单元2输出的直流电转成交流电，所述第二转化单元4的输出端与外接设备相连，如此，当市电突然断电时，电源系统利用电池单元2给外接设备供电，保证外接设备的正常工作，不会造成断电后的损失，所述外接设备例如可以是电脑、手机等电子设备。

本实用新型的电源系统，通过设置包括电压均衡控制模块的电池管理系统11，使电池单元2中各单体电池电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态，以避免过充和过放的发生，进而增加电池单元中各单体电池的寿命。

所述第一转化单元3包括整流器31，如图1所示，所述第二转化单元4包括逆变器41，所述整流器31包括正极输出端和负极输出端，所述逆变器41包括正极输入端和负极输入端，所述电源系统还包括第一支路5和第二支路6，所述第一支路5的两端分别与所述正极输出端、所述正极输入端电连接，所述第二支路6的两端分别与所述负极输出端、所述负极输入端电连接。

所述电池单元2包括正极端子和负极端子，所述电源系统还包括第三支路7和第四支路8，如图1所示，所述第三支路7的两端分别与所述第一支路5和所述正极端子电连接，所述第四支路8的两端分别与所述第二支路6和所述负极端子电连接。

所述电源系统还包括串联连接的充电继电器9和放电继电器10，如图1所示，所述充电继电器9和所述放电继电器10设置在所述第三支路 7上。

所述电源系统还包括第一二极管01和第二二极管02，如图1所示，所述第一二极管01与所述放电继电器10并联设置，所述第二二极管02 与所述充电继电器9并联设置，所述第一二极管01和所述第二二极管 02反向串联设置。

所述电源系统还包括第五支路03和第六支路04，如图1所示，所述第五支路03的两端分别与所述第三支路7、所述电池管理系统11的正极端电连接，所述第六支路04的两端分别与所述第四支路8、所述电池管理系统11的负极端电连接。

所述电源系统还包括电流采样元件05，如图1所示，所述电流采样元件05例如可以是电流采样分流器，所述电流采样元件05设置在所述第四支路8上，且所述电流采样元件05位于所述第六支路04与所述第四支路8的电路节点和所述第二支路6与所述第四支路8的电路节点之间。

所述电源系统还包括第七支路06、第一开关07和第三二极管08，如图1所示，所述第一开关07例如可以是冷启动开关，所述第一开关 07设置在所述第七支路06上，所述第七支路06的两端分别与所述第五支路03和第三支路7电连接，所述第五支路03上设置有第三二极管08。

所述电源系统还包括保险管09，如图1所示，所述保险管09与电池管理系统11电连接，所述保险管09对电池管理系统11进行过电流保护。

所述电源系统还包括第二开关010，如图1所示，所述电池单元2 的正极端子和负极端子经所述第二开关010接入所述第三支路7和第四支路8。

所述电源系统还包括第三开关020，如图1所示，所述电池管理系统11的正极端和负极端经所述第三开关020接入所述第五支路03和第六支路04。

所述电源系统还包括第四开关030和旁路输入040，如图1所示，所述逆变器41的输出端经所述第四开关030与外接设备相连，所述第四开关030为静态开关，所述旁路输入040接入市电，所述旁路输入040 能够经所述第四开关6连接外接设备，如此，可以实现将市电供给外接设备。

所述电源系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述电池管理系统11、通讯设备信号连接，以将所述电池管理系统11检测的数据传输给通讯设备，所述电池管理系统11能够对电池单元2的实时电压、电池单元2的充放电电流、单体电池的电压，电池单元2的温度及电池单元2的漏电进行监测，所述远程监控单元可以使得用户随时随地查看电源系统的工作状态，所述通讯设备例如可以是电脑或者手机。

所述电源系统还具有存储单元，所述存储单元与所述电池管理系统 11信号连接，所述存储单元用于存储所述电池管理系统11检测的数据。优选地，所述存储单元与所述远程监控单元集成在一起。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电源系统，其特征在于，包括配电单元、电池单元、第一转化单元和第二转化单元，所述配电单元包括电池管理系统，所述电池管理系统包括电压均衡控制模块，用于平衡所述电池单元中各单体电池上的电压；所述第一转化单元接入市电，用于将交流电转化成直流电，所述第一转化单元和所述第二转化单元之间接入所述配电单元和所述电池单元，所述电池单元和所述配电单元电连接，所述第二转化单元用于将电池单元输出的直流电转成交流电，所述第二转化单元的输出端与外接设备相连。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述第一转化单元包括整流器，所述第二转化单元包括逆变器，所述整流器包括正极输出端和负极输出端，所述逆变器包括正极输入端和负极输入端，所述电源系统还包括第一支路和第二支路，所述第一支路的两端分别与所述正极输出端、所述正极输入端电连接，所述第二支路的两端分别与所述负极输出端、所述负极输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述电池单元包括正极端子和负极端子，所述电源系统还包括第三支路和第四支路，所述第三支路的两端分别与所述第一支路和所述正极端子电连接，所述第四支路的两端分别与所述第二支路和所述负极端子电连接；

所述电源系统还包括串联连接的充电继电器和放电继电器，所述充电继电器和所述放电继电器设置在所述第三支路上。

4.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述放电继电器并联设置，所述第二二极管与所述充电继电器并联设置，所述第一二极管和所述第二二极管反向串联设置。

5.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括第五支路和第六支路，所述第五支路的两端分别与所述第三支路、所述电池管理系统的正极端电连接，所述第六支路的两端分别与所述第四支路、所述电池管理系统的负极端电连接。

6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括电流采样元件，所述电流采样元件设置在所述第四支路上，且所述电流采样元件位于所述第六支路与所述第四支路的电路节点和所述第二支路与所述第四支路的电路节点之间。

7.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括第七支路、第一开关和第三二极管，所述第一开关设置在所述第七支路上，所述第七支路的两端分别与所述第五支路和第三支路电连接，所述第五支路上设置有第三二极管。

8.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括保险管，所述保险管与电池管理系统电连接，所述保险管对电池管理系统进行过电流保护。

9.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括第二开关，所述电池单元的正极端子和负极端子经所述第二开关接入所述第三支路和第四支路；和/或，

所述电源系统还包括第三开关，所述电池管理系统的正极端和负极端经所述第三开关接入所述第五支路和第六支路。

10.根据权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括第四开关和旁路输入，所述逆变器的输出端经所述第四开关与外接设备相连，所述旁路输入接入市电，所述旁路输入能够经所述第二开关连接外接设备。

11.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括远程监控单元，所述远程监控单元与所述电池管理系统、通讯设备信号连接，以将所述电池管理系统检测的数据传输给通讯设备。