CN210111688U - 一种电梯应急供电管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电梯应急供电管理系统，包括电网电源、双向DC/AC、电池管理系统和蓄电池；电网电源正常时，在电池管理系统的控制下，通过双向DC/AC对蓄电池充电；电网电源在正常时，为电梯负载供电；在电网电源故障时，蓄电池通过双向DC/AC为电梯负载供电；电池管理系统包括蓄电池剩余电量采集单元、蓄电池健康状态采集单元和显示单元；蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元分别用于通过传感器实时采集蓄电池的剩余电量和健康状态，显示单元用于向用户显示采集到的集蓄电池的剩余电量和健康状态。本实用新型能有效减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命；本实用新型能实时监控蓄电池的状态信息，避免二次伤害。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源管理技术领域，特别是涉及一种电梯应急供电管理系统。
背景技术
电梯应急电源作为紧急情况下维持电梯安全、稳定运行的重要保障，在整个电梯供电系统中有着极为重要的作用。当主电网出现故障时，电梯应急电源应能通过应急配电板或充放电板对电梯供电，保证电梯正常运行到指定位置。目前，在使用蓄电池作为应急电源的供电系统中，其供电原理如图1所示。该系统一般采用在线UPS(UninterruptiblePower System/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)电源，解决电网11供电不连续的问题，该系统通过整流电路12将交流电转换为直流电对蓄电池13进行浮充，再由高品质逆变电路14将直流电转换为交流电供给负载15。当电网断电时，由蓄电池13通过逆变电路14给负载15供电。
众所周知，蓄电池性能会出现退化，其性能退化一方面是使用和老化的自然结果，另一方面则由于缺乏维护，苛刻的使用环境以及不良的操作等等加速器劣化。且蓄电池的使用一般都是多个单体蓄电池串并联成蓄电池组，当某个单体蓄电池退化严重时，也会影响整个蓄电池组的使用，且不同蓄电池的退化情况一般不同。
发明人在实现本实用新型时发现，传统的应急电梯供电系统中，无法实时了解后蓄电池的剩余电量和健康状态，可能会出现当蓄电池的SOC(State OfCharge，剩余电量)不足、SOH(State Of Health，健康状态)不好时，强行使用应急供电系统进行供电，导致出现二次伤害事故。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电梯应急供电管理系统，以克服现有技术无法实时了解后蓄电池的剩余电量和健康状态的缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电梯应急供电管理系统，所述系统包括电网电源、双向DC/AC(Direct Current/Alternating Current，直流/交流)、电池管理系统和蓄电池；
所述双向DC/AC分别与所述电网电源、电池管理系统和蓄电池连接，所述电网电源在正常时，在所述电池管理系统的控制下，通过所述双向DC/AC对所述蓄电池进行充电；
所述电网电源与电梯负载连接，所述电网电源在正常时，为所述电梯负载供电；
所述双向DC/AC与电梯负载连接，在所述电网电源故障时，所述蓄电池通过所述双向DC/AC为电梯负载供电；
所述电池管理系统包括蓄电池剩余电量采集单元、蓄电池健康状态采集单元和显示单元，所述显示单元分别与所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元连接；
所述蓄电池剩余电量采集单元用于通过传感器实时采集蓄电池的剩余电量，所述蓄电池健康状态采集单元用于通过传感器实时采集蓄电池的健康状态，所述显示单元用于向用户显示采集到的集蓄电池的剩余电量和健康状态。
其中，所述电池管理系统还包括切换时间设置单元和停机方式设置单元，所述切换时间设置单元用于设置电网电源发生故障至蓄电池启动输出的时间，所述停机方式设置单元用于设置在蓄电池为电梯负载供电时电梯的停机方式。
其中，所述切换时间设置单元设置的时间范围为10～60秒。
其中，所述停机方式包括：
连续工作预先设定的时间后停止、救援完成后切换到电网电源为电梯负载供电和/或一直工作到蓄电池电力耗尽。
其中，所述电池管理系统采用变频率脉冲充电方法为所述蓄电池充电。
其中，所述电池管理系统包括PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)整流器、buck型DC/DC变换器、A/D转换器、零阶保持器、控制器和最优频率选择器；
所述PWM整流器和buck型DC/DC变换器用于对充电电流进行实时采样，并将电流采样值通过所述A/D转换器后送到所述零阶保持器；
所述零阶保持器用于将当前的电流采样值与上一次的电流采样值进行比较，将输出的信号送到控制器中；
所述控制器用于根据所述零阶保持器输出的信号，由控制函数给出逻辑信号送到所述最优频率选择器；
所述最优频率选择器用于决定是否对充电频率进行改变。
其中，在充电过程中，采用变步长的方式来搜寻最优频率。
其中，所述变步长的方式具体包括：开始时采用较大步长，随着蓄电池剩余电量的变化，最优工作频率点移动，步长逐步减小，直到搜寻到最优频率。
其中，所述电池管理系统还包括GPRS模块和机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给用户终端。
其中，所述电池管理系统还包括机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给所述机智云服务器，所述机智云服务器用于向用户终端发送蓄电池剩余电量和蓄电池健康状态信息，并存储蓄电池的历史剩余电量和健康状态信息。
(三)有益效果
本实用新型电梯应急供电管理系统能有效减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命；本实用新型能实时监控蓄电池的状态信息，避免二次伤害。
附图说明
图1是现有技术的的使用蓄电池作为应急电源的供电系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的一种电梯应急供电管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
本实施例的一种电梯应急供电管理系统如图2所示，所述系统包括电网电源21、双向DC/AC22、电池管理系统23和蓄电池24；
所述双向DC/AC22分别与所述电网电源21、电池管理系统23和蓄电池24连接，所述电网电源21在正常时，在所述电池管理系统23的控制下，通过所述双向DC/AC22对所述蓄电池24进行充电；
所述电网电源21与电梯负载25连接，所述电网电源在正常时，为所述电梯负载25供电；
所述双向DC/AC22与电梯负载25连接，在所述电网电源21故障时，所述蓄电池24通过所述双向DC/AC22为电梯负载25供电。本实施例中，所述蓄电池24采用免加液免维护电池；
所述电池管理系统23包括蓄电池剩余电量采集单元231、蓄电池健康状态采集单元232和显示单元233，所述显示单元233分别与所述蓄电池剩余电量采集单元231和蓄电池健康状态采集单元232连接；
所述蓄电池剩余电量采集单元231用于通过传感器实时采集蓄电池的剩余电量(SOC)。电池SOC是指电池内的可用电量占标称容量的比例，是电池管理系统的一个重要监控数据，电池管理系统根据SOC值控制电池的工作状态。电池的剩余容量也即反应的是电池的荷电状态。
所述蓄电池健康状态采集单元232用于通过传感器实时采集蓄电池的健康状态(SOH)，SOH是指电池的容量、健康度、性能状态，简单地说就是电池使用一段时间后性能参数与标称参数的比值，新出厂电池SOH为100％，完全报废的电池SOH为0％。
所述显示单元233用于向用户显示采集到的集蓄电池的剩余电量和健康状态。
本实施例的电梯应急供电管理系统能够通过传感器实时采集蓄电池的SOC和SOH，将采集到的信息显示给用户，用户可以实时了解蓄电池的SOC和SOH，当蓄电池出现SOC不足、SOH不好的情况时，或蓄电池组中的某个单体蓄电池退化及其严重时，用户可以及时更换蓄电池，保证应急电梯供电系统可以正常工作，避免二次伤害。
实施例2
本实施例提供了一种电梯应急供电管理系统，本实施例与实施例1相比具有以下区别：
1.本实施例的电梯应急供电管理系统还包括切换时间设置单元，用于设置电网电源发生故障至蓄电池启动输出的时间。所述切换时间设置单元设置的时间范围为10～60秒，由电位器调整。
2.本实施例的电梯应急供电管理系统还包括停机方式设置单元，用于设置在蓄电池为电梯负载供电时电梯的停机方式。所述停机方式包括：连续工作预先设定的时间后停止、救援完成后切换到电网电源为电梯负载供电和/或一直工作到蓄电池电力耗尽。本实施例中，具体的设置方式为：
(1)使拨码开关Bit1＝ON，则连续工作10分钟后停止。当拨码开关Bit2＝ON时，救援完成后切换到市电；
(2)拨码开关Bit1＝OFF，一直工作到电池电力耗尽。
实施例3
在电梯应急供电系统中，蓄电池常采用浮充充电的方法。浮充是一种连续、长时间的恒电压充电方法。浮充充电电压略高于涓流充电，足以补偿蓄电池自放电损失并能够在电池放电后较快使电池恢复到接近完全充电状态，但电池一直处于浮充状态，会影响电池组的使用寿命。
在本实用新型中，电池管理系统采用变频率脉冲充电方法为蓄电池充电。脉冲充电技术给电池提供了脉冲充电的电压或者电流，代替了时不变的恒压恒流，这样给离子的扩散和中和提供了时间。并且这种充电方式能够延长电池的寿命周期，减少电池的充电时间。
其中，本实用新型实施例的一种电池管理系统还包括PWM整流器、buck型DC/DC变换器、A/D转换器、零阶保持器、控制器和最优频率选择器。所述PWM整流器和buck型DC/DC变换器用于对充电电流进行实时采样，并将电流采样值通过所述A/D转换器后送到所述零阶保持器；所述零阶保持器用于将当前的电流采样值与上一次的电流采样值进行比较，将输出的信号送到控制器中；所述控制器用于根据所述零阶保持器输出的信号，由控制函数给出逻辑信号送到所述最优频率选择器；所述最优频率选择器用于决定是否对充电频率进行改变。
本实用新型实施例在充电过程中，采用变步长的方式来搜寻最优频率。具体为：开始时采用较大步长，随着蓄电池剩余电量的变化，最优工作频率点移动，步长逐步减小，直到搜寻到最优频率。
实施例4
本实施例提供了一种电梯应急供电管理系统，本实施例与实施例1相比具有以下区别：
1.电池管理系统还包括GPRS模块和机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给用户终端。
2.电池管理系统还包括机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给所述机智云服务器，所述机智云服务器用于向用户终端发送蓄电池剩余电量和蓄电池健康状态信息，并存储蓄电池的历史剩余电量和健康状态信息。
本实用新型实施例通过传感器实时采集蓄电池的SOC和SOH，将采集到的信息通过GPRS实时传送给用户或上传到机智云服务器，用户可以实时了解蓄电池的SOC和SOH，机智云服务器可以将蓄电池的SOC、SOH信息实时发送给用户，还可以记录蓄电池的历史SOC和SOH。当蓄电池出现SOC不足、SOH不好的情况时，或蓄电池组中的某个单体蓄电池退化及其严重时，用户可以及时更换蓄电池，保证应急电梯供电系统可以正常工作，避免二次伤害。
本实用新型电梯应急供电管理系统能有效减少蓄电池的充放电次数，延长蓄电池的使用寿命；本实用新型能实时监控蓄电池的状态信息，避免二次伤害。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述系统包括电网电源、双向DC/AC、电池管理系统和蓄电池；
所述双向DC/AC分别与所述电网电源、电池管理系统和蓄电池连接，所述电网电源在正常时，在所述电池管理系统的控制下，通过所述双向DC/AC对所述蓄电池进行充电；
所述电网电源与电梯负载连接，所述电网电源在正常时，为所述电梯负载供电；
所述双向DC/AC与电梯负载连接，在所述电网电源故障时，所述蓄电池通过所述双向DC/AC为电梯负载供电；
所述电池管理系统包括蓄电池剩余电量采集单元、蓄电池健康状态采集单元和显示单元，所述显示单元分别与所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元连接；
所述蓄电池剩余电量采集单元用于通过传感器实时采集蓄电池的剩余电量，所述蓄电池健康状态采集单元用于通过传感器实时采集蓄电池的健康状态，所述显示单元用于向用户显示采集到的集蓄电池的剩余电量和健康状态。
2.根据权利要求1所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括切换时间设置单元和停机方式设置单元，所述切换时间设置单元用于设置电网电源发生故障至蓄电池启动输出的时间，所述停机方式设置单元用于设置在蓄电池为电梯负载供电时电梯的停机方式。
3.根据权利要求2所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述切换时间设置单元设置的时间范围为10～60秒。
4.根据权利要求2所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述停机方式包括：
连续工作预先设定的时间后停止、救援完成后切换到电网电源为电梯负载供电和/或一直工作到蓄电池电力耗尽。
5.根据权利要求1所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述电池管理系统采用变频率脉冲充电方法为所述蓄电池充电。
6.根据权利要求5所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括PWM整流器、buck型DC/DC变换器、A/D转换器、零阶保持器、控制器和最优频率选择器；
所述PWM整流器和buck型DC/DC变换器用于对充电电流进行实时采样，并将电流采样值通过所述A/D转换器后送到所述零阶保持器；
所述零阶保持器用于将当前的电流采样值与上一次的电流采样值进行比较，将输出的信号送到控制器中；
所述控制器用于根据所述零阶保持器输出的信号，由控制函数给出逻辑信号送到所述最优频率选择器；
所述最优频率选择器用于决定是否对充电频率进行改变。
7.根据权利要求6所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，在充电过程中，采用变步长的方式来搜寻最优频率。
8.根据权利要求7所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述变步长的方式具体包括：开始时采用较大步长，随着蓄电池剩余电量的变化，最优工作频率点移动，步长逐步减小，直到搜寻到最优频率。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括GPRS模块和机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给用户终端。
10.根据权利要求9所述的电梯应急供电管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括机智云服务器，所述蓄电池剩余电量采集单元和蓄电池健康状态采集单元将采集到的信息通过GPRS模块实时传送给所述机智云服务器，所述机智云服务器用于向用户终端发送蓄电池剩余电量和蓄电池健康状态信息，并存储蓄电池的历史剩余电量和健康状态信息。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111934409A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-11-13 | 广东电网有限责任公司东莞供电局 | 一种备用电池自动切换防误系统及方法 |
| CN112104020A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-18 | 苏州海联成套电器设备有限公司 | 一种电梯用电池分离式松闸电源装置 |
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2019
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