CN212277948U - 基于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备 - Google Patents

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邢州杰
王敏
王炳忠
张斌
刘超
胡新生
成文强
闫继雄
程晨
张亮波
韩振彤
魏海玉
曾杰
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Abstract

本实用新型揭示了一种基于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备,包括控制系统、蓄电池组、充电机、逆变器和直流控制电路;控制系统分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池组分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池为免维护阀控式铅酸蓄电池,免维护阀控式铅酸蓄电池的电池容量为1000Ah,额定电压为2V;充电机为独立的箱体,输入三相四线工业交流电,输出直流电,箱体顶部设有散热装置。本发明装置输出交流电源稳定、输出功率大;输出电源种类多,充分满足飞机起动需求;可以在野外或无工业用电的环境下正常工作,且非输出状态下连接工业三相电与充电机,可实现对蓄电池组的充电工作;不排放有害气体,操作简单。

Description

基于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备
技术领域
本实用新型涉及蓄电池供电领域,具体涉及一种于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备。
背景技术
飞机的启动和启动前检查常用到直流电源和中频电源,其能量来源一般为工频交流电转换的交直流电源,或由柴油发电机将化学能转化的电能。而在特殊环境下,有时不能直接将工业交流电作为电源输入,必须依靠发电机或储存的直流电能进行能量转换。
目前在没有工业电源输入的情况下,主要有以下两种输出交直流电源的装置:1、柴油发电机发电,这种电源装置需要通过柴油发电机将热能转化为电能,控制器可以调节发电机的转速改变电源的频率,调压装置可以调节输出的电压大小,最终得到指定目标的电源。这种发电装置的优点是可以得到理想的输出电源,且操作简单。但是,发电机装置输出的电源在负载变化下频率会发生短暂波动,且其燃油利用率较低、维护较难,另外发电机组在作业的过程中会造成噪声和空气污染,不具有环保优势。2、传统蓄电池逆变装置,蓄电池逆变装置是通过铅酸电池输出低压直流电,然后将直流电转化为中频交流电的电能转换装置。这种电源经过可控全桥逆变电路实现直流变交流的转换,硬件或软件实行闭环控制保持输出电源的稳定。电能转换装置具有噪声低、清洁性高等优点,但是现役的逆变装置输出功率低,保障机型、架次较少,蓄电池在重复充电的过程中,也需要反复拆卸充电,操作复杂。
实用新型内容
本实用新型提出一种基于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备,旨在解决电池容量小,电源输出功率低的问题。
本实用新型提出一种基于蓄电池的自行式供电电源装置,包括控制系统、蓄电池组、充电机、逆变器和直流控制电路;控制系统分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池组分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池组为免维护阀控式铅酸蓄电池,免维护阀控式铅酸蓄电池的电池容量为1000Ah,额定电压为2V;充电机为独立的箱体,输入三相四线工业交流电,输出直流电,箱体顶部设有散热装置。
进一步地,还包括超级电容,超级电容与蓄电池组的输出端电连接。
进一步地,还包括电池管理系统,电池管理系统与蓄电池组电连接,电池管理系统包括电压采样模块、电流采样模块、温度传感器、显示装置和第一控制模块;电压采样模块、电流采样模块、温度传感器和显示装置分别与第一控制模块电连接。
进一步地,还包括报警装置、报警装置与第一控制模块电连接。
进一步地,蓄电池组包括2组免维护阀控式铅酸蓄电池,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,单块免维护阀控式铅酸蓄电池之间通过双电缆连接。
进一步地,还包括电池架,蓄电池组设于电池架内,电池架包括第一层和第二层,2组免维护阀控式铅酸蓄电池平行排列,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,每组分成两层排列,第一层设有6块免维护阀控式铅酸蓄电池,第二层设有8块免维护阀控式铅酸蓄电池,第一层与第二层均可抽出。
进一步地,电池架底部设有纤维板,纤维板为耐酸、耐碱材质。
进一步地,还包括控制面板,控制面板与控制系统电连接。
进一步地,逆变器包括16组逆变模块,逆变模块依次串联;逆变器还包括控制盒、输入铜排、滤波器和互感器;控制盒、输入铜排的输出端、滤波器和互感器均与逆变模块电连接;输入铜排的输入端与蓄电池组电连接。
本发明还提出一种移动供电电源设备,设有上述所述基于蓄电池的自行式供电电源装置,移动供电电源设备包括厢体和驾驶室,厢体内设有所述基于蓄电池的自行式供电电源装置。
本实用新型有益效果:本发明装置输出交流电源稳定,可随时应对负载的变化;输出功率大,本发明在额定状态下输出功率为45kVA,最大的输出功率可达到90kVA,且具有短时的过载能力;输出电源种类多,本发明可以输出5种参数的电源,包括3种交流电、2种直流电,充分满足飞机起动需求;可行式装置,在蓄电池电量充足时,本发明装置可以在野外或无工业用电的环境下正常工作,且非输出状态下连接工业三相电与充电机,可实现对蓄电池组的充电工作;环境适应性强,本发明装置可在密闭环境下工作,不排放有害气体,而且噪音小;装置外壳配备金属框架结构,具有防水、降低噪音、排风散热等优点;操作简单,本发明装置配备了控制面板,仅需按钮选择工作状态及输出,并且可在电子屏实时监控,发生故障也会在电子屏中显示故障代码,方便维修。
附图说明
图1本实用新型基于蓄电池的自行式供电电源装置及移动供电电源设备一实施例的结构示意图;
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变,所述的连接可以是直接连接,也可以是间接连接。
另外,在本发明中如涉及″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1,提出本实用新型基于蓄电池的自行式供电电源装置一实施例,包括控制系统、蓄电池组、充电机、逆变器和直流控制电路;控制系统分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池组分别与充电机、逆变器和直流控制电路电连接;蓄电池组为免维护阀控式铅酸蓄电池,免维护阀控式铅酸蓄电池的电池容量为1000Ah,额定电压为2V;充电机为独立的箱体,输入三相四线工业交流电,输出直流电,箱体顶部设有散热装置。
在本实施例中,飞机的启动和启动前检查常用到直流电源和中频电源,其能量来源一般为工频交流电转换的交直流电源,或由柴油发电机将化学能转化为电能,但是在特殊环境下,有时不能直接将工业交流电作为电源输入,必须依靠发电机或储存的直流电能进行能量转换。
目前在没有工业电源输入的情况下,主要有以下两种输出交直流电源的装置:
1.柴油发电机发电
这种电源装置需要通过柴油发电机将热能转化为电能,控制器可以调节发电机的转速改变电源的频率,调压装置可以调节输出的电压大小,最终得到指定目标的电源。这种发电装置的优点是可以得到理想的输出电源,且操作简单。但是,发电机装置输出的电源在负载变化下频率会发生短暂波动,且其燃油利用率较低、维护较难,另外发电机组在作业的过程中会造成噪声和空气污染,不具有环保优势。
2.传统蓄电池逆变装置
蓄电池逆变装置是通过铅酸电池输出低压直流电,然后将直流电转化为中频交流电的电能转换装置。这种电源经过可控全桥逆变电路实现直流变交流的转换,硬件或软件实行闭环控制保持输出电源的稳定。电能转换装置具有噪声低、清洁性高等优点,但是现役的逆变装置输出功率低,保障机型、架次较少,蓄电池在重复充电的过程中,也需要反复拆卸充电,操作复杂。
本发明是一种基于蓄电池的自行式供电电源装置,可有效克服柴油发电机组输出电源品质差、污染大等问题,以及传统逆变装置保障机型少、架次少等问题。本实施例中,采用蓄电池组作为电源输入,作业过程中无污染;并且采用电池容量为1000Ah,额定电压为2V的免维护阀控式铅酸蓄电池,有效增加输出功率;可输出三相115V/400Hz电源、单相115V/400Hz电源、三相36V/400Hz电源以及两组28.5V直流电源和单组57V直流电源等多种参数电源,并且多电源可同时工作,可同时保障多种类型飞机以及其他设备等;本发明为自行式装置,更加方便快捷,可快速对飞机进行保障。
本发明装置还包括超级电容,超级电容与蓄电池组的输出端电连接。在本实施例中,超级电容用于对蓄电池组平衡均压且平滑直流电压。
本发明装置还包括电池管理系统,电池管理系统与蓄电池组电连接,电池管理系统包括电压采样模块、电流采样模块、温度传感器、显示装置和第一控制模块;电压采样模块、电流采样模块、温度传感器和显示装置分别与第一控制模块电连接。在本实施例中,电压采集模块用于采集蓄电池组中单块电池的电压,电流采集模块用于采集蓄电池组的实时电流,温度传感器用于采集蓄电池组的表面温度,并且进行过温保护,显示装置用于将电压采样模块、电流采样模块和温度传感器采集到的数据实时显示。本发明装置还包括报警装置、报警装置与第一控制模块电连接。电池管理系统对蓄电池组的输出电压进行实时监控,当出现异常情况时,第一控制模块启动报警装置,报警装置发出报警信号,异常情况包括:1、在蓄电池组启动瞬间,若电压降至22.5V时,发出报警;2、在中小电流供电时,若电压降至26V时,发出报警;3、当电池温度超过65℃时,发出报警。
蓄电池组包括2组免维护阀控式铅酸蓄电池,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,单块免维护阀控式铅酸蓄电池之间通过双电缆连接。本发明装置还包括电池架,蓄电池组设于电池架内,电池架包括第一层和第二层,2组免维护阀控式铅酸蓄电池平行排列,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,每组分成两层排列,第一层设有6块免维护阀控式铅酸蓄电池,第二层设有8块免维护阀控式铅酸蓄电池,第一层和第二层均可抽出。在本实施例中,电池架为上下两层结构,第一层和第二层均可抽出,方便维修检查。
电池架底部设有纤维板,纤维板为耐酸、耐碱材质,防止蓄电池组中的电解液腐蚀。
本发明装置还包括控制面板,控制面板与控制系统电连接。在本实施例中,在控制面板上输入指令,控制系统接收到指令,并将指令发送到相应的模块,各个模块出现异常时也会通过控制系统反馈到控制面板上,便于操作并且可以实时查看本发明装置中各个模块的工作状态和故障信息。
逆变器包括16组逆变模块,逆变模块依次串联;逆变器还包括控制盒、输入铜排、滤波器和互感器;控制盒、输入铜排的输出端、滤波器和互感器均与逆变模块电连接;输入铜线的输入端与蓄电池组电连接,可使大电流通过。在本实施例中,控制盒用于监测控制系统输入的控制指令,以及接收逆变器输出的电压电流信号反馈以控制逆变模块初始化和逆变模块的输出电压,滤波器用于滤除逆变器输出的电压纹波,使得输出电压波形为正弦波,防止干扰,互感器可将采集的输出电源信号传送到控制盒。
在本实施例中,基于蓄电池的自行式供电电源装置可实现一下几组功能:
功能一:输出飞机所需直流电压。具体地,飞机启动所需直流电压一般为28.5V或57V,通过控制系统选择,可输出两组28.5V直流电源,当控制系统接收到飞机57V的控制信号后,控制系统控制直流控制电路将两组28.5V电源串联,输出57V直流电源。
功能二:输出飞机所需交流电压。具体地,该工作模式主要输出中频交流电,蓄电池组放电至逆变器,逆变器通过电能转换,可输出三相115V/400Hz、单相115V/400Hz、三相36V/400Hz交流电,通过控制系统对逆变器的控制,可同时输出多种参数电源电压。
功能三:对蓄电池组的自行充电。具体地,该工作模式在蓄电池组电量不足的情况下进行,在此情况下蓄电池组无法输出直流电和交流电,充电机通过接入三相380V/50Hz交流电,将交流电转换为直流电,采用恒流、恒压两段式充电方式对蓄电池组进行充电,并且充电机上设有定时功能以及电流判据功能,两者结合可控制恒流、恒压的转换,可避免对蓄电池组的过充或欠充。
本发明还提出一种移动供电电源设备,设有上述所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,移动供电电源设备包括厢体和驾驶室,厢体内设有所述基于蓄电池的自行式供电电源装置。
本实用新型的有益效果:本发明装置输出交流电源稳定,可随时应对负载的变化;输出功率大,本发明在额定状态下输出功率为45kVA,最大的输出功率可达到90kVA,且具有短时的过载能力;输出电源种类多,本发明可以输出5种参数的电源,包括3种交流电、2种直流电,充分满足飞机起动需求;可行式装置,在蓄电池电量充足时,本发明装置可以在野外或无工业用电的环境下正常工作,且非输出状态下连接工业三相电与充电机,可实现对蓄电池组的充电工作;环境适应性强,本发明装置可在密闭环境下工作,不排放有害气体,而且噪音小;装置外壳配备金属框架结构,具有防水、降低噪音、排风散热等优点;操作简单,本发明装置配备了控制面板,仅需按钮选择工作状态及输出,并且可在电子屏实时监控,发生故障也会在电子屏中显示故障代码,方便维修。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,包括控制系统、蓄电池组、充电机、逆变器和直流控制电路;所述控制系统分别与所述充电机、所述逆变器和所述直流控制电路电连接;所述蓄电池组分别与所述充电机、所述逆变器和所述直流控制电路电连接;所述蓄电池组为免维护阀控式铅酸蓄电池,所述免维护阀控式铅酸蓄电池的电池容量为1000Ah,额定电压为2V;所述充电机为独立的箱体,输入三相四线工业交流电,输出直流电,所述箱体顶部设有散热装置。
2.根据权利要求1所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,还包括超级电容,所述超级电容与所述蓄电池组的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,还包括电池管理系统,所述电池管理系统与所述蓄电池组电连接,所述电池管理系统包括电压采样模块、电流采样模块、温度传感器、显示装置和第一控制模块;所述电压采样模块、所述电流采样模块、所述温度传感器和所述显示装置分别与所述第一控制模块电连接。
4.根据权利要求3所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,还包括报警装置,所述报警装置与所述第一控制模块电连接。
5.根据权利要求1所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,所述蓄电池组包括2组免维护阀控式铅酸蓄电池,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,单块免维护阀控式铅酸蓄电池之间通过双电缆连接。
6.根据权利要求5所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,还包括电池架,所述蓄电池组设于所述电池架内,所述电池架包括第一层和第二层,所述2组免维护阀控式铅酸蓄电池平行排列,每组设有14块免维护阀控式铅酸蓄电池,每组分成两层排列,所述第一层设有6块免维护阀控式铅酸蓄电池,所述第二层设有8块免维护阀控式铅酸蓄电池,所述第一层与所述第二层均可抽出。
7.根据权利要求6所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,所述电池架底部设有纤维板,所述纤维板为耐酸、耐碱材质。
8.根据权利要求1所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,还包括控制面板,所述控制面板与所述控制系统电连接。
9.根据权利要求1所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,其特征在于,所述逆变器包括16组逆变模块,所述逆变模块依次串联;所述逆变器还包括控制盒、输入铜排、滤波器和互感器;所述控制盒、所述输入铜排的输出端、所述滤波器和所述互感器均与所述逆变模块电连接;所述输入铜排的输入端与所述蓄电池组电连接。
10.一种移动供电电源设备,其特征在于,设有上述权利要求1-9任一项所述的基于蓄电池的自行式供电电源装置,所述移动供电电源设备包括厢体和驾驶室,所述厢体内设有所述基于蓄电池的自行式供电电源装置。
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