CN211127210U - 一种标准接口的智能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种标准接口的智能电池模块，标准接口单元的交流输入接口将220V交流电压输入到AC/DC整流单元，转换成直流电压再输送到DC/DC转换单元，转换成110V直流电压后经滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口；AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电；充放电管理单元确定充放电工作模式，交流输入故障时，12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电，将12V直流电压转换成110V直流电压，经滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口；监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流系统微机监控装置和GPRS对时装置连接。此种模块通过模块化的设计，提高设备之间的通用性，实现电网设备标准化、模块化、智能化。
Description
技术领域
本实用新型属于直流电源系统技术领域，特别涉及一种标准接口的智能电池模块，以替代变电站蓄电池组加高频充电模块组成的直流电源系统。
背景技术
随着变电站综合自动化程度的越来越高以及大量无人值班站的投运，对电源系统模块化、运维和安全可靠性提出了更高要求。传统一体化电源系统在模块化、自动化、管理模式等方面都还存在很大的优化空间。具体表现在：
(1)传统的110V直流电源系统一般由54节蓄电池串联组成蓄电池组，蓄电池组和充电屏、充电屏与馈线屏连接、蓄电池和蓄电池之间，存在大量电缆接线，模块化程度极低；
(2)单个蓄电池故障，影响整个蓄电池组母线电压，并且不能在线检更换蓄电池排出故障，新旧电池不同性能不能混合使用，通用互换性差；
(3)传统110V直流系统需要2V的铅酸蓄电池需要54节，并布置在单独的蓄电池室，设计不经济。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种标准接口的智能电池模块，通过模块化的设计，提高设备之间的通用性，实现电网设备标准化、模块化、智能化。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种标准接口的智能电池模块，包括监控单元、12V磷酸铁锂电池单元、AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元、滤波单元和标准接口单元；
其中，标准接口单元一共定义三组接口，第一组接口是交流输入接口，第二组接口是直流输出接口，第三组是通信接口；
标准接口单元的交流输入接口用于连接220V交流电压，并输入到AC/DC整流单元，AC/DC整流单元将220V交流电压转换成直流电压，再输送到DC/DC转换单元，由DC/DC转换单元转换成110V直流电压后经过滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口；AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电；
充放电管理单元采集经AC/DC整流单元的直流电压和12V磷酸铁锂电池单元的电池端电压，通过采集直流电压的数据确定自己的充放电工作模式；
交流输入故障时，12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电，将12V直流电压转换成110V直流电压，经滤波单元后输出到标准接口单元的直流输出接口；
监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流系统微机监控装置和GPRS对时装置连接，对下与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元连接。
上述标准接口单元中的交流输入接口具有4个接线端子，分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用。
上述标准接口单元中的直流输出接口具有3个接线端子，分别对应直流出+、直流输出-、备用。
上述标准接口单元中的通信接口具有6个接线端子，分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
上述监控单元与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元通过RS485线连接。
采用上述方案后，本实用新型采用12V磷酸铁锂电池与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、监控单元等融合设计为“智能电池模块”，将智能电池模块设计标准的接口，提升模块通用互换性。根据变电站容量需求，将多个智能电池模块并联组成模块化直流电源系统，替换蓄电池组与充电模块的直流电源系统，实现变电站直流电源系统模块化、定制化，提高变电站运行管理水平、减少站用电源系统运行维护工作量、降低全寿命周期成本，推进智能电网、智能变电站的建设。
本实用新型提供的标准接口的智能电池模块，与现有技术相比，提升了直流系统的模块化设计比例，提高设备之间的通用性，缩短系统生产周期，减少维护工作量。本模块通过并联模式满足变电站所需的直流负荷，相对与传统直流电源系统，实现新旧电池混用，提高现有蓄电池利用率，减少浪费。整个直流系统减少了蓄电池数量，节省变电站成本，符合当前国家建设中对材料的节能、环保的要求。
附图说明
图1是本实用新型的立体示意图；
其中，(a)是三维正面图，(b)是背面侧视图；
图2是本实用新型的三维背视图；
图3是本实用新型的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的技术方案及有益效果进行详细说明。
本实用新型提供一种标准接口的智能电池模块，如图1所示，是本实用新型的三维正面和背面侧视图，模块正面上方为液晶显示和运行状态指示灯，背面为标准接口。
如图2所示，是标准接口的特写三维示意图。
如图3所示，是本实施例的模块原理图，包括：监控单元101、12V磷酸铁锂电池单元105、AC/DC整流单元102、DC/DC转换单元103、DC/DC充放电管理单元104、滤波单元106、标准接口单元107。
其中，标准接口单元107一共定义三组接口，第一组接口是交流输入接口，4个接线端子，分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用；第二组接口是直流输出接口，3个接线端子，分别对应直流出+、直流输出-、备用；第三组是通信接口，6个接线端子，分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
220V交流电压输入到标准接口单元107的交流输入接口，交流输入接口将交流电源输入到AC/DC整流单元102，AC/DC整流单元102将220V交流电压转换成直流电压。再将直流电压输送接到DC/DC转换单元103，转换成110V直流电压后经过滤波单元106抑制整流后的脉动分量、减小输出纹波，然后输出到标准接口单元107的直流输出接口，为变电站提供直流电源负荷。同时，AC/DC整流单元102将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元104为12V磷酸铁锂电池单元105充电。
充放电管理单元104采集经AC/DC整流单元102直流电压和12V磷酸铁锂电池单元105电池端电压，通过采集直流电压的数据分析决策自己的充放电工作模式。
交流输入故障的时候，12V磷酸铁锂电池单元105经DC/DC充放电管理单元104放电，将12V直流电压转换成110V直流电压，经滤波单元106后输出到标准接口单元107的直流输出接口，此时由蓄电池不间断的给直流负载供电。
监控单元101是智能电池模块的管理和控制的核心，它对上通过标准接口单元107的通信接口与直流系统微机监控装置和GPRS对时装置连接，实现远方对智能电池模块的监测和控制。对下与AC/DC整流单元102、DC/DC转换单元103、DC/DC充放电管理单元104通过RS485线连接，采集和处理各个单元的监测数据，并对各个单元运行状态进行控制，显示和记录系统的运行信息。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种标准接口的智能电池模块，其特征在于：包括监控单元、12V磷酸铁锂电池单元、AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元、滤波单元和标准接口单元；
其中，标准接口单元一共定义三组接口，第一组接口是交流输入接口，第二组接口是直流输出接口，第三组是通信接口；
标准接口单元的交流输入接口用于连接220V交流电压，并输入到AC/DC整流单元，AC/DC整流单元将220V交流电压转换成直流电压，再输送到DC/DC转换单元，由DC/DC转换单元转换成110V直流电压后经过滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口；AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电；
充放电管理单元采集经AC/DC整流单元的直流电压和12V磷酸铁锂电池单元的电池端电压，通过采集直流电压的数据确定自己的充放电工作模式；
交流输入故障时，12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电，将12V直流电压转换成110V直流电压，经滤波单元后输出到标准接口单元的直流输出接口；
监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流系统微机监控装置和GPRS对时装置连接，对下与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元连接。
2.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块，其特征在于：所述标准接口单元中的交流输入接口具有4个接线端子，分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用。
3.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块，其特征在于：所述标准接口单元中的直流输出接口具有3个接线端子，分别对应直流出+、直流输出-、备用。
4.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块，其特征在于：所述标准接口单元中的通信接口具有6个接线端子，分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
5.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块，其特征在于：所述监控单元与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元通过RS485线连接。
Priority Applications (1)
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| CN201922281051.7U CN211127210U (zh) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | 一种标准接口的智能电池模块 |
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Publications (1)
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2019
- 2019-12-18 CN CN201922281051.7U patent/CN211127210U/zh active Active
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