CN209544544U - 一种蓄电池组定期活化核容及修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种蓄电池组定期活化核容及修复系统，属于电源设备技术领域，包括蓄电池组电源模块；充电模块,用于将交流电变为直流电，向直流母线负载供电，并向所述蓄电池组电源模块充电；备用电源模块，用于向所述直流母线负载和所述蓄电池组电源模块供电；和控制模块，分别与所述蓄电池组电源模块、所述充电模块以及所述备用电源模块通讯连接。与现有技术比较，本实用新型所提供的一种蓄电池组定期活化核容及修复系统能够自动进行活化核容、电压均衡及内阻测量等功能，且活化核容时不直接通过发热消耗电池储存的能量，无需断电及人工参与，节约成本，且误差小，提高了系统的可靠性。

Description

一种蓄电池组定期活化核容及修复系统

技术领域

本实用新型涉及电源设备技术领域，具体而言，涉及一种蓄电池组定期活化核容及修复系统。

背景技术

随着直流电源发电厂和变电站中的广泛应用，直流系统的可靠与否，对电源发电厂或变电站的安全运行起着至关重要的作用，是电源发电厂或变电站安全运行的保证。而蓄电池是直流系统的心脏，一般都使用免维护的密封铅酸蓄电池。尽管蓄电池组的维护不是经常的，但为了确保每只电池之间的电压偏差值最小，容量到达95％以上，使蓄电池组运行在最佳状态和保证较长的使用寿命，每年都应对电池组进行定期活化操作。

现有技术中大容量的直流系统虽然有蓄电池管理系统，能够随时监测蓄电池的充、放电电压和电流的状态，但是都不能定期自动实现活化核容、修复(脉冲去硫)、电池电压均衡等，一般采用人工断电的活化核容及修复(脉冲去硫)，增加了运行的成本，降低了系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有技术中大容量的直流系统虽然有蓄电池管理系统，不能定期自动实现活化核容、修复(脉冲去硫)、电池电压均衡，一般采用人工断电的活化核容及修复(脉冲去硫)，增加了运行的成本，降低了系统的可靠性。

为解决上述问题中的至少一个方面，本实用新型提供一种蓄电池组定期活化核容及修复系统，包括：

蓄电池组电源模块；

充电模块,用于将交流电变为直流电，向直流母线负载供电，并向所述蓄电池组电源模块充电；

备用电源模块，用于向所述直流母线负载和所述蓄电池组电源模块供电；和

控制模块，分别与所述蓄电池组电源模块、所述充电模块以及所述备用电源模块通讯连接。

可选地，所述控制模块包括相互通讯连接的控制板、功率板和采集板，所述采集板用于信息收集和电路选择，所述控制板对所述信息进行处理和分析，控制所述功率板的充放电模式，并对所述蓄电池组进行智能管理。

可选地，所述蓄电池组的智能管理包括所述蓄电池组的活化核容、内阻测试或均衡电池电压。

可选地，所述电路选择包括通过所述采集板上的继电器选择所述蓄电池组中的单个蓄电池。

可选地，所述功率板的充放电模式包括AC/DC充电模式、DC/DC充电模式、DC/DC放电模式或电阻恒流放电模式。

可选地，所述蓄电池组电源模块包括所述蓄电池组和与所述蓄电池组串联的选择开关。

可选地，所述充电模块包括充电设备和与所述充电设备串联的第二开关。

可选地，所述备用电源模块包括备用电源和与所述备用电源串联的第一开关。

可选地，当所述选择开关与所述控制板连接，所述第一开关和所述第二开关闭合时，所述蓄电池组的活化核容开启。

可选地，当所述选择开关与所述直流母线连接，所述第一开关断开、所述第二开关闭合时，所述蓄电池组的活化核容结束。

与现有技术比较，本实用新型所提供的一种蓄电池组定期活化核容及修复系统能够自动进行活化核容、电压均衡及内阻测量等功能，且活化核容时不直接通过发热消耗电池储存的能量，无需断电及人工参与，节约成本，且误差小，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为一种蓄电池组定期活化核容及修复系统的结构示意图；

图2为一种蓄电池组定期活化核容及修复系统的工作流程图。

附图标记说明：

1-控制板、2-功率板、3-采集板、4-蓄电池组、5-选择开关、6-备用电源、7-第一开关、8-充电设备、9、第二开关、10-直流母线。

具体实施方式

现有技术中大容量的直流系统虽然有蓄电池管理系统，能够随时监测蓄电池的充、放电电压和电流的状态，但是都不能定期自动实现活化核容、修复(脉冲去硫)、电池电压均衡等，一般采用人工断电的活化核容及修复(脉冲去硫)，增加了运行的成本，降低了系统的可靠性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。

如图1，本实施方式提供了一种蓄电池组定期活化核容及修复系统，包括蓄电池组4电源模块、充电模块、备用电源6模块和控制模块，控制模块分别与蓄电池组4电源模块、充电模块以及备用电源6模块通讯连接；蓄电池组4电源模块在当市电中断或用电高峰时能够为直流母线10负载提供稳定的直流电；充电模块用于将交流电变为直流电，向直流母线10负载供电，并对所述蓄电池组4电源模块充电；备用电源6模块用于向直流母线10负载供电和所述蓄电池组4电源模块供电，控制模块通过控制蓄电池组4电源模块、充电模块和备用电源6模块的工作状态，能够自动实现对蓄电池组4的智能管理和维护。无需人工参与和断电，节约成本，提高系统的可靠性。

本实施方式中蓄电池组4电源模块包括蓄电池组4和与蓄电池组4串联的选择开关5，其中蓄电池组4是直流电源系统的蓄电池，选择开关5控制蓄电池组4是否接入直流母线10并对蓄电池组4进行过流保护，且选择开关5为一双向选择开关5，当选择开关5与直流母线10连接时，能够为直流母线10负载提供稳定的直流电，当选择开关5与控制板1连接时，可对蓄电池组4进行管理和维护。

本实施方式中充电模块包括充电设备8和与所述充电设备8串联的第一开关7。其中充电设备8用于在市电正常时，把交流电转换成直流电给直流母线10供电及蓄电池组4充电，第二开关9用于控制充电设备8是否接入直流母线10并对充电设备8输出进行过流保护。

本实施方式中备用电源6模块包括备用电源6和与所述备用电源6串联的第二开关9。其中备用电源6用于在市电正常时，把交流电转换成直流电给直流母线10供电，在市电异常时，把自带蓄电池的直流电隔离转换成高压直流电给直流母线10供电；对自带蓄电池进行智能管理。第一开关7用于控制备用电源6是否接入直流母线10并对备用电源6输出进行过流保护。

本实施方式中控制模块包括相互通讯连接的控制板1、功率板2和采集板3，采集板3用于信息收集和电路选择，控制板1对信息进行处理和分析后，通过所述采集板3选择电路后，控制所述功率板2的充放电模式，实现对蓄电池组4的智能管理，其中蓄电池组4的智能管理包括所述蓄电池组4的活化核容、内阻测试或均衡电池电压。

具体地，采集板3与备用电源6模块、蓄电池组4以及蓄电池组4中的单个蓄电池通讯连接，用于信息收集，其中收集的信息包括蓄电池组4的电压、蓄电池组4中单体蓄电池的电压、温度、充放电电流的大小、备用电源6模块输出电压、输出电流以及备用电源6中的电池电压、电池健康状态和电池剩余容量等。采集板3包括用于电路转换的继电器，用于选择连接蓄电池组4中的单个蓄电池，继电器包括第一继电器和第二继电器，第一继电器用于用于选择连接蓄电池组4中的单个蓄电池进行放电，第二继电器用于用于选择连接蓄电池组4中的单个蓄电池进行充电。

功率板2能够为控制板1和采集板3提供多路隔离工作电源，且功率板2上设置充电电流采样电路，能够检测电路中电流的大小。功率板2的充放电模式包括AC/DC充电模式、DC/DC充电模式、电阻恒流放电模式或DC/DC放电模式，其中电阻恒流放电模式，即对蓄电池组4中的第一节蓄电池进行核对性放电，此处第一节蓄电池为靠近直流母线10一端的单体蓄电池；DC/DC放电模式即对蓄电池组4中的单体蓄电池(非第一节蓄电池)进行核对性放电；AC/DC充电模式，即将交流电转换成直流电经过采集板3给单体蓄电池充电；DC/DC充电模式，即将正在进行核对性放电的单体蓄电池的直流电隔离转换成直流电，经过采集板3给已经完成核对性放电的单体蓄电池充电。

控制板1，一方面能够处理分析采集板3收集的相关信息并与上位机通讯连接；另一方面能够对整个系统进行管控，具体包括控制选择开关5、第一开关7和第二开关9的合与分；控制采集板3上继电器的合与分，选择需要活化核容、测试内阻或均衡电池电压的单体蓄电池；控制功率板2充放电电流及选择充放电模式。

本实施方式提供的一种蓄电池组定期活化核容及修复系统的工作原理如下：

当市电正常且需要对蓄电池组4进行活化核容时，合上第一开关7和第二开关9，断开选择开关5与直流总线的连接，此时备用电源6和充电设备8把交流电转换成直流电给直流母线10供电，选择开关5与控制板1连接，蓄电池组4的活化核容开启。功率板2对蓄电池组4中的第一节蓄电池进行电阻恒流放电模式核对性放电，采集板3收集第一节蓄电池的相关数据，控制板1对数据进行分析及存储，当控制板1检测到第一节蓄电池电压与预先设置于控制板1上的放电截止电压一致时，第一节蓄电池核对性放电结束，控制板1通过控制采集板3上的第一继电器切换到第二节蓄电池，通过功率板2对第二节蓄电池进行DC/DC模式核对性放电，控制板1通过控制采集板3上的第二继电器切换到第二节蓄电池，将第二节蓄电池的电通过功率板2中DC/DC充电模式给第一节蓄电池充电，由于AC/DC电路输出和DC/DC电路输出是共在一起的，当功率板2上的充电电流采样电路检测到DC/DC充电电流不够时，充电电流采样电路反馈到AC/DC电路，AD/DC电路自动补充缺少的电流，依次循环，直到最后一节蓄电池完成DC/DC模式核对性放电，此时通过功率板2AC/DC电路给最后一节蓄电池充电完成，断开第一开关7，选择开关5与直流母线10连接，活化核容结束。

当市电正常且控制板1判断出蓄电池组4中有需要均衡(电池电压偏低或偏高)的单体蓄电池时，控制板1控制采集板3选择对应的单体蓄电池，通过功率板2给对应的单体蓄电池进行充电或者放电，完成整个蓄电池组4的在线电压均衡。

当市电正常且需要对蓄电池组4中的单体蓄电池进行内阻测试时，控制板1通过采集板3的继电器选择对应的单体蓄电池，通过功率板2对对应的单体蓄电池进行短时放电，采集板3记录放电电压和电流数据，控制板1计算出该单体蓄电池的内阻。过程同上，依次完成该蓄电池组4所有单体蓄电池的内阻测试。

如图2，本实施方式提供的一种蓄电池组定期活化核容及修复系统的工作步骤如下：

步骤S1,设备上电，进行设备初始化，对设备的初始状态数据进行默认值赋值，对蓄电池参数(包含额定容量、电压、电流、类型等)按默认值赋值；

步骤S2,初始化完成后，进入信息采集，采集蓄电池电压、温度、备用电源6状态等相关信息。

步骤S3,判断是否到达活化核容周期，如是，进入步骤S4，如否，进入步骤S6，其中活化核容周期为180天；

步骤S4,判断是否满足核容条件，如是，进入步骤S5，如否，进入步骤S6,其中核容条件包括市电正常，设备正常，备用电源6模块正常，蓄电池组4已充满；

步骤S5,启动后备电源模块，电池分闸，活化并核容充电修复，电池合闸，关闭后备电源模块，返回步骤S2；

步骤S6,判断是否有需要均衡的单体蓄电池，如是，进入步骤S7，如否，进入步骤S8；

步骤S7，对该单体蓄电池进行均衡(充电或放电)，均衡完成后返回步骤S2；

步骤S8，判断单体蓄电池是否到达内阻测量周期，如是，进入步骤S9，如否，返回步骤S2；

步骤S9，依次对单体蓄电池内阻进行测量，测量完成后返回步骤S2。

因此，本实用新型所提供的一种蓄电池组定期活化核容及修复系统能够自动进行活化核容、电压均衡及内阻测量等功能，且活化核容时不直接通过发热消耗电池储存的能量，无需断电及人工参与，节约成本，且误差小，提高了系统的可靠性。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，包括

蓄电池组(4)电源模块；

充电模块,用于将交流电变为直流电，向直流母线(10)负载供电，并向所述蓄电池组(4)电源模块充电；

备用电源(6)模块，用于向所述直流母线(10)负载和所述蓄电池组(4)电源模块供电；和

控制模块，分别与所述蓄电池组(4)电源模块、所述充电模块以及所述备用电源(6)模块通讯连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述控制模块包括相互通讯连接的控制板(1)、功率板(2)和采集板(3)，所述采集板(3)用于信息收集和电路选择，所述控制板(1)对所述信息进行处理和分析，控制所述功率板(2)的充放电模式，并对所述蓄电池组(4)进行智能管理。

3.根据权利要求2所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述蓄电池组的智能管理包括所述蓄电池组(4)的活化核容、内阻测试或均衡电池电压。

4.根据权利要求2所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述电路选择包括通过所述采集板(3)上的继电器选择所述蓄电池组(4)中的单个蓄电池。

5.根据权利要求2所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述功率板(2)的充放电模式包括AC/DC充电模式、DC/DC充电模式、DC/DC放电模式或电阻恒流放电模式。

6.根据权利要求3所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述蓄电池组(4)电源模块包括所述蓄电池组(4)和与所述蓄电池组(4)串联的选择开关(5)。

7.根据权利要求6所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述充电模块包括充电设备(8)和与所述充电设备(8)串联的第二开关(9)。

8.根据权利要求7所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述备用电源(6)模块包括备用电源(6)和与所述备用电源(6)串联的第一开关(7)。

9.根据权利要求8所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述选择开关(5)与所述控制板(1)连接，所述第一开关(7)和所述第二开关(9)闭合，所述蓄电池组(4)的活化核容开启。

10.根据权利要求8所述的蓄电池组定期活化核容及修复系统，其特征在于，所述选择开关(5)与所述直流母线(10)连接，所述第一开关断开、所述第二开关(9)闭合，所述蓄电池组(4)的活化核容结束。