CN211655792U - 一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置，包括输入模块、数据处理模块、输出模块；输入模块电连接数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端电连接输出模块的输入端；输入模块包括多路无源开关信号输入端，用于接收控制信号和故障信号；数据处理模块用于综合分析输入模块接收到的控制信号和故障信号，给输出模块发送动作指令；输出模块用于执行数据处理模块发来的动作指令。由此，本实用新型使得蓄电设备仅在同时对外出力或者充电时，各蓄电设备电路上才处于并联状态，其余时间每一路蓄电设备独立存在，不再是“并联”状态，从而避免了多路蓄电设备由于个体差异导致的相互充电，形成内部环流的情况。

Description

一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电设备领域，尤其涉及一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置。

背景技术

在新能源储能系统中，为增加系统蓄电能力，需要增加蓄电设备数量或容量来实现，而蓄电设备并联使用过程中无法保证每个蓄电设备的蓄电性能一致，会造成各个蓄电池在系统充放电过程中不均衡和放充电过程中出现反充放现象，这样严重影响整个储能系统工作效率，甚至会因为反充不可控发生火灾等意外事故；

因此需要一种实现蓄电设备并联运行的方法和装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置，包括输入模块、数据处理模块、输出模块；所述输入模块电连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端电连接输出模块的输入端；所述输入模块包括多路无源开关信号输入端，用于接收控制信号和故障信号；所述数据处理模块用于综合分析输入模块接收到的控制信号和故障信号，给输出模块发送动作指令；所述输出模块用于执行数据处理模块发来的动作指令。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

本装置设置在蓄电设备与外界之间，起到独立开关的作用，其接受上级系统的调度，当蓄电设备需要对外放电或者需要充电时，上级系统给输入模块发送“接通”指令，输入模块同时还时刻收集故障信号，数据处理模块接收到“接通”指令后，判断当前是否有故障信号，若没有故障信号，则输出模块执行“接通”指令，接通蓄电设备与外界的电连接。若设备接收到“接通”指令，但是同时有故障信号，数据处理模块不向输出模块发送动作指令，保持蓄电设备与外界的断开状态，由此可以确保蓄电设备仅在对外放电和充电过程中才与外界实现电连接，其余时候与外界没有电连接状态，避免了多路蓄电设备并联对外供电的连接关系下由于蓄电设备本身性能的差异导致的相互之间充放电的内部环流问题。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选地，所述输入模块还包括多路传感器输入接口，所述传感器输入接口电连接电压传感器和电流传感器；

所述数据处理模块用于对输入模块传输来的模拟信号进行A/D转换，对电压值、电流值进行增量积分计算，对其历史记录与预设的电压阈值、电流阈值进行比对，并据此给所述输出模块发送电力开关的启闭指令；

所述输出模块根据所述数据处理模块发来的启闭指令，执行蓄电设备与外界的接通与断开动作。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过对电压、电流的增量积分计算，可以判断当前蓄电设备是处于充电状态还是放电状态，比如，电压的增量积分计算为正值，则意味着电压不断上升，说明蓄电设备处于充电状态，在此基础上，若电流的增量积分越来越小，说明蓄电设备接近充满，当电流增量积分在一定时间内处于预设的电流阈值以下，则认为蓄电设备已经充满，数据处理模块据此可以给输出模块发送断开指令，由输出模块将蓄电设备与外界的电连接断开。相反，当电压增量积分计算为负值，则说明蓄电池处于放电状态，当电压增量积分下降到预设的电压阈值以下时，则认为蓄电池电量已经不足，数据处理模块给输出模块发送断开指令，由输出模块将蓄电设备与外界的电连接断开。由此，避免了多路蓄电设备之间并联导致的内部环流问题。

优选地，所述输入模块还电连接温度传感器；所述数据处理模块还用于对温度值进行增量积分计算及与温度阈值做对比，并据此给所述输出模块发送散热设备的启停信号；所述输出模块根据所述数据处理模块发来的散热设备的启停信号，执行外围散热设备的启动或停止动作。

采用上述进一步方案的有益效果是，温度传感器用于检测蓄电设备的温度，持续对温度值进行增量积分计算，可以判断当前蓄电设备的健康状态，并根据温度的变化情况，及时启动外界散热设备对蓄电设备进行温度干涉，避免蓄电设备发生热失控事件。

优选地，所述输出模块还包括若干为第三方仪表馈电输出端口。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以方便的为第三方仪表提供电源，提高装置投用的便利性。

优选地，所述输出模块包括多路高边隔离继电器、直流继电器和大功率二极管；所述高边隔离继电器用于驱动连接外围散热设备及外围报警设备；所述直流继电器与所述大功率二极管串联，所述直流继电器的另一端连接蓄电设备，所述大功率二极管的另一端连接外界。

采用上述进一步方案的有益效果是，利用大功率二极管的单向导电性，进一步确保蓄电设备之间不产生内部环流，即在对外供电时，大功率二极管仅能从蓄电设备侧向外界导通，不能反向充电，从而避免了内部环流产生。

优选地，每一路蓄电设备分别设有充电回路和放电回路，所述充电回路和放电回路上分别连接一个大功率二极管和直流继电器。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过上级控制系统的统筹管理，控制蓄电设备是接通充电回路或者是放电回路，确保任意时刻只能在充电回路与放电回路之间择其一接通，保证多路蓄能设备同时对外供电或者同时充电，但相互之间不能相互充放电，避免内部环流的产生。

优选地，充电回路上的直流继电器与放电回路上的充电继电器互锁，一个继电器导通时另一个继电器断开。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过继电器的互锁功能，确保充电回路接通时放电回路断开，放电回路接通时充电回路断开，保证蓄能设备充放电回路不会同时接通，避免内部环流的产生。

附图说明

图1为本实用新型的应用场景图；

图2为本实用新型的用于多蓄电设备并联运行的开关装置的功能框；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、输入模块；2、数据处理模块；3、输出模块；X1、第一蓄电设备；X2、第二蓄电设备；X3、第三蓄电设备；X4、第四蓄电设备；K1、第一独立开关装置；K2、第二独立开关装置；K3、第三独立开关装置；K4、第四独立开关装置；K5、第五独立开关装置；K6、第六独立开关装置；G1、第一高压装置；G2、第二高压装置；PCS、交直流逆变器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1所示，其为本实用新型的应用场景图。

第一蓄电设备X1电连接第一独立开关装置K1，第二蓄电设备X2电连接第二独立开关装置K2，第一独立开关装置K1和第二独立开关装置K2出线端并联后接入第一高压装置G1。

第三蓄电设备X3电连接第三独立开关装置K3，第四蓄电设备X4电连接第四独立开关装置K4，第三独立开关装置K3和第四独立开关装置K4出线端并联后接入第二高压装置G2。

第一高压装置G1的出线端电连接第五独立开关装置K5，第二高压装置G2的出线端电连接第六独立开关装置K6，然后并联接入交直流逆变器PCS。

由此，各蓄电设备仅在对外供电或者同时充电时才电路上呈现并联状态，其余时间内由于独立开关装置将电路断开，各蓄电设备处于独立状态，不会因为蓄电设备之间的差异形成内部环流。

如图2所示，所述用于多蓄电设备并联运行的开关装置包括输入模块1、数据处理模块2、输出模块3；所述输入模块电连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端电连接输出模块的输入端；

所述输入模块包括多路无源开关信号输入端，还包括多路传感器输入接口，所述传感器输入接口电连接电压传感器、电流传感器、温度传感器；用于接收控制信号和故障信号；

所述数据处理模块用于综合分析输入模块接收到的控制信号和故障信号，对模拟量信号进行增量积分计算，对比历史记录值与预设的阈值大小等，给输出模块发送动作指令；比如，对电压电流进行增量积分计算，用来判断当前是充电状态还是放电状态，是否充满或是否已经将电量耗尽，从而得出结论是否需要切断蓄电设备与外界的电连接；或者对温度数据进行增量积分计算，判断当前蓄电设备是否需要外置散热设备对蓄电设备进行温度干涉，并给输出模块发送信号控制切断或者连通蓄电设备与外界的电连接或者启动外置散热设备。

本实用新型的独立开关装置输入信号为常规数字信号及模拟量信号(4-20mA/0-10v),满足多数控制器仪表信号输出，提高实用新型的通用性；可手动设定信号滤波次数，上下限补偿，故障阈值修正等，提高数据的准确性，达到设备的精确控制。主控制单元采用大功率二极管，支持0-1600V/0-500A宽电压电流，满足95％以上储能系统设计要求；总体为模块化设计，易于移植入不同的储能系统电气回路中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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 (7)

1.一种用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，包括输入模块、数据处理模块、输出模块；所述输入模块电连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端电连接输出模块的输入端；

所述输入模块包括多路无源开关信号输入端，用于接收控制信号和故障信号；

所述数据处理模块用于综合分析输入模块接收到的控制信号和故障信号，给输出模块发送动作指令；

所述输出模块用于执行数据处理模块发来的动作指令。

2.根据权利要求1所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，所述输入模块还包括多路传感器输入接口，所述传感器输入接口电连接电压传感器和电流传感器；

所述数据处理模块用于对输入模块传输来的模拟信号进行A/D转换，对电压值、电流值进行增量积分计算，对其历史记录与预设的电压阈值、电流阈值进行比对，并据此给所述输出模块发送电力开关的启闭指令；

所述输出模块根据所述数据处理模块发来的启闭指令，执行蓄电设备与外界的接通与断开动作。

3.根据权利要求2所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，所述输入模块还电连接温度传感器；

所述数据处理模块还用于对温度值进行增量积分计算及与温度阈值做对比，并据此给所述输出模块发送散热设备的启停信号；

所述输出模块根据所述数据处理模块发来的散热设备的启停信号，执行外围散热设备的启动或停止动作。

4.根据权利要求3所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，所述输出模块还包括若干为第三方仪表馈电输出端口。

5.根据权利要求4所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，所述输出模块包括多路高边隔离继电器、直流继电器和大功率二极管；所述高边隔离继电器用于驱动连接外围散热设备及外围报警设备；所述直流继电器与所述大功率二极管串联，所述直流继电器的另一端连接蓄电设备，所述大功率二极管的另一端连接外界。

6.根据权利要求5所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，每一路蓄电设备分别设有充电回路和放电回路，所述充电回路和放电回路上分别连接一个大功率二极管和直流继电器。

7.根据权利要求6所述的用于多蓄电设备并联运行的开关装置，其特征在于，充电回路上的直流继电器与放电回路上的充电继电器互锁，一个继电器导通时另一个继电器断开。

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