CN211428931U - 一种双继电器控制的充放电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双继电器控制的充放电路，包括：电池充放电主回路和继电器检测控制组件，所述电池充放电主回路由电池组和连接在电路中的电流采集器RL、熔断器RF、功率继电器K1、功率继电器K2、断路器QF和逆变器PCS组成，所述继电器检测控制组件包括交叉式隔离采集电路、数据处理单元、控制单元和MCU。本实用新型能有效监测继电器触点由于金属氧化导致的接触不良或粘合，避免单个继电器触点粘合后系统保护失控，充分利用继电器方向性的应用，发挥继电器的灭弧能力，有效保护继电器的使用寿命，使整个系统更安全、更可靠。

Description

一种双继电器控制的充放电路

技术领域

本实用新型涉及充放电路技术领域，尤其涉及一种双继电器控制的充放电路。

背景技术

储能电池组管理系统因电池间电压、温度、SOC的不一致性，导致系统电池组性能差异，甚至达到告警保护上下限，形成故障，继电器动作，在实际应用中，由于单体或电池组性能差异存在，在继电器动作的过程中往往存在的高电压、大电流的回路，继电器吸合/释放瞬时触点会引起金属迁移和氧化，导致接触不良或粘合。这对系统来说势必带来严重的后果，甚至烧毁整个系统，除了在选型上应注意器件应有的灭弧装置外，在系统上还应采取实际有效的控制措施。在储能电池组管理系统中，继电器作为可控的高压、大电流元器件，在主回路中以单个继电器串接的方式，其结构简单、易于控制得到了广泛的应用。但传统的继电器连接方式在实际应用中存在着以下几个缺点，继电器吸合/释放瞬间触点容易金属氧化，导致接触不良或粘合；单个继电器触点粘合后，系统保护失控；大功率继电器触点有方向性，不能满足系统充放双向工作要求；双继电器反向并联能实现充放电，一旦某个触点氧化或粘合导致系统失控，风险大、可靠性低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种双继电器控制的充放电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种双继电器控制的充放电路，包括：电池充放电主回路和继电器检测控制组件；

所述电池充放电主回路由电池组和连接在电路中的电流采集器RL、熔断器RF、功率继电器K1、功率继电器K2、断路器QF和逆变器PCS组成；

所述继电器检测控制组件包括交叉式隔离采集电路、数据处理单元、控制单元和MCU，且交叉式隔离采集电路和MCU的输出端与数据处理单元连接，且数据处理单元输出端与控制单元电线连接，所述控制单元的输出端与功率继电器K1、功率继电器K2的输入端电性连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述功率继电器K1、功率继电器K2都为有极性继电器，所述逆变器PCS为储能用双向逆变器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述交叉式隔离采集电路用于实时采集功率继电器K1、功率继电器K2的状态，且交叉式隔离采集电路还用于将采集的状态信息传输至MCU。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述MCU用于对继电器的状态信息进行分析处理，实时根据系统要求下达控制命令；

所述MCU采用外部供电模式，提高控制电路本身效率和控制芯片供电的电压束缚，应用更灵活，干扰减小，增加控制电路可靠性。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述数据处理单元用于接收MCU下达控制命令并对控制命令进行处理然后传输至控制单元；

所述控制单元用于接收数据处理单元传输控制信号，并对功率继电器K1、功率继电器K2的断开和闭合进行控制。

有益效果

本实用新型提供了一种双继电器控制的充放电路。具备以下有益效果：

该双继电器控制的充放电路及控制方法能有效监测继电器触点由于金属氧化导致的接触不良或粘合，避免单个继电器触点粘合后系统保护失控，充分利用继电器方向性的应用，发挥继电器的灭弧能力，有效保护继电器的使用寿命，使整个系统更安全、更可靠。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种双继电器控制的充放电路的系统结构框图；

图2为本实用新型中继电器逻辑图；

图3为本实用新型中继电器逻辑时序图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种双继电器控制的充放电路，包括：电池充放电主回路和继电器检测控制组件；

电池充放电主回路由电池组和连接在电路中的电流采集器RL、熔断器RF、功率继电器K1、功率继电器K2、断路器QF和逆变器PCS组成；

电池组充放电过程，其实际电路工作中存在着双向电流，即充电回路和放电回路，主回路中正、负电源线中分别接入功率继电器K1和功率继电器K2，由于继电器参数的性能差异，功率继电器K1和功率继电器K2本身不会同一时刻断开或闭合，有效避免主回路大电流、电压的冲击应力；

继电器检测控制组件包括交叉式隔离采集电路、数据处理单元、控制单元和MCU，且交叉式隔离采集电路和MCU的输出端与数据处理单元连接，且数据处理单元输出端与控制单元电线连接，控制单元的输出端与功率继电器K1、功率继电器K2的输入端电性连接。

功率继电器K1、功率继电器K2都为有极性继电器，具有灭弧性能良好，开启、关断速度快等优点，实现本电路的快速响应控制和实现系统安全、可靠，逆变器PCS为储能用双向逆变器。

交叉式隔离采集电路用于实时采集功率继电器K1、功率继电器K2的状态，且交叉式隔离采集电路还用于将采集的状态信息传输至MCU。

MCU用于对继电器的状态信息进行分析处理，实时根据系统要求下达控制命令；

MCU采用外部供电模式，提高控制电路本身效率和控制芯片供电的电压束缚，应用更灵活，干扰减小，增加控制电路可靠性。

数据处理单元用于接收MCU下达控制命令并对控制命令进行处理然后传输至控制单元；

控制单元用于接收数据处理单元传输控制信号，并对功率继电器K1、功率继电器K2的断开和闭合进行控制。

如图2和图3所示，该双继电器控制的充放电路的控制方法，包括继电器检测方法和充放电路控制方法。

继电器检测方法包括以下步骤：

SS1：正常进入主回路继电器检测时，功率继电器K1、功率继电器K2和断路器QF均为闭合状态；

SS2：逆变器处于停机或待机状态，系统按照检测程序，断开功率继电器K1，闭合功率继电器K2，检测Uad电压，判别功率继电器K1是否粘合；

SS3：断开功率继电器K2，闭合功率继电器K1，检测Ubc电压，判别功率继电器K2是否粘合，实时把检测数据上传到MCU进行分析处理。

充放电路控制方法包括以下步骤：

SS1：主回路处于充电状态中，要求强制断开时，按系统定义必须先断开功率继电器K2，系统停止工作，经交叉式隔离采集电路检测功率继电器K2断开信号，并检测当前功率继电器K2动作后的触点性能是否正常；

SS2：主回路处于放电状态中，要求强制断开时，按系统定义须先断开功率继电器K1，系统停止工作，经交叉式隔离采集电路检测功率继电器K1断开信号，并检测当前功率继电器K1动作后的触点性能是否正常；

SS3：主回路闭合过程：按系统要求，功率继电器K1、功率继电器K2必须正常闭合后，且功率继电器K1、功率继电器K2经过系统检测触点都正常，系统才能正常运行，进入下一步充放电过程。

主回路充放电过程或静止状态下，系统实时检测继电器触点的断开(闭合)状态，采用本申请的交叉式隔离检测技术，实时把继电器的状态上传到MUC，MCU把功率继电器K1和功率继电器K2的状态信息通过分析处理，实时根据系统要求下达控制命令，保证主回路系统安全、可靠

充放电路控制方法中系统检测功率继电器K1、功率继电器K2触点性能是否正常包括以下步骤：

S1：充电异常控制、检测：

t1时刻系统正常工作时功率继电器K1、功率继电器K2处于闭合状态，逆变器PCS正常工作；

t2时刻由于系统告警保护，功率继电器K2动作断开，一功率继电器K1正常闭合，逆变器PCS待机或停机，在此期间，检测电路自动测试功率继电器K2触点状态，检测结果经数据单元处理后上传至MCU分析处理，功率继电器K2正常，闭合，功率继电器K2异常，保持断开状态，人工更换；

t3时刻检测到功率继电器K2正常，闭合，并按系统要求延时可以开启逆变器PCS正常工作；

S2：放电异常控制、检测：

t1时刻系统正常工作时功率继电器K1、功率继电器K2处于闭合状态，PCS正常工作。

t2时刻由于系统告警保护，功率继电器K1动作断开，功率继电器K2正常闭合，PCS待机或停机。在此

期间，检测电路自动测试功率继电器K1触点状态，检测结果经数据单元处理后上传至MCU分析处理，功率继电器K1正常、闭合，K1异常、保持断开状态、人工更换；

t3时刻检测到功率继电器K1正常、闭合，并按系统要求延时可以开启PCS正常工作。

主回路功率继电器K1和功率继电器K2通过MCU来进行控制，按主回路不同的工作方式，如充电、放电采取不同的控制时序，分别对继电器进行断开(闭合)操作，保证继电器单方向保持良好的灭弧能力的同时，防止主回路断开(闭合)瞬间峰值电压和电流的应力，防止继电器触点氧化、粘合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种双继电器控制的充放电路，其特征在于，包括：电池充放电主回路和继电器检测控制组件；

所述电池充放电主回路由电池组和连接在电路中的电流采集器RL、熔断器RF、功率继电器K1、功率继电器K2、断路器QF和逆变器PCS组成；

所述继电器检测控制组件包括交叉式隔离采集电路、数据处理单元、控制单元和MCU，且交叉式隔离采集电路和MCU的输出端与数据处理单元连接，且数据处理单元输出端与控制单元电线连接，所述控制单元的输出端与功率继电器K1、功率继电器K2的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种双继电器控制的充放电路，其特征在于，所述功率继电器K1、功率继电器K2都为有极性继电器，所述逆变器PCS为储能用双向逆变器。

3.根据权利要求1所述的一种双继电器控制的充放电路，其特征在于，所述交叉式隔离采集电路和所述功率继电器K1、所述功率继电器K2通信连接，并将获取的所述功率继电器K1和所述功率继电器K2的数据传输至MCU。

4.根据权利要求1所述的一种双继电器控制的充放电路，其特征在于，所述MCU连接外部供电模块，通过所述外部供电模块供电。

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