CN214314697U - 一种用于集装箱储能的不间断供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于集装箱储能的不间断供电系统，包括UPS主体单元、锂电池单元、均衡系统单元以及双电源转换开关，UPS主体单元将与锂电池单元电性连接，UPS主体单元与双电源转换开关电性连接并最终为集装箱的负载进行供电；锂电池单元与均衡系统单元电性连接，均衡系统单元与双电源转换开关电性连接，均衡系统单元包括电性连接的AC转DC电源模块、控制模块、通讯模块、电压模块、电流模块、充放电模块以及时控模块，AC转DC电源模块与控制模块、通讯模块、电压模块、电流模块、充放电模块及时控模块电性连接。本实用新型具有如下优点：大大提高了锂电池单元的寿命和安全性，在UPS主体单元工作时可监控锂电池单元是否电量失衡并及时进行电量调配。

Description

一种用于集装箱储能的不间断供电系统

技术领域：

本实用新型属于新能源集装箱领域，具体涉及一种用于集装箱储能的不间断供电系统。

背景技术：

新能源集装箱在运输过程中，比如陆运、航运，由于路途的耗时较长，对于一些有保险冷冻需求的产品，因此集装箱储能电池箱为集装箱内部制冷提供电源，成为新能源集装箱不可缺少的一部分，而锂电子电池因储能容量大、使用寿命长、清洁环保、能量体积比大等众多有点，在新能源储能电池箱中被广泛使用，然而锂电池的能量密度高，使得新能源电池的安全性难以得到确保，因此锂电池保护板成为锂电池不可或缺的组成部件。

虽然当前市场上锂电池保护板种类丰富，但只能针对不同的电池类型，电池串数选用不同的保护板，大多保护板只能应用于锂电池的保护，功能单一，当锂电池作为UPS使用时，由于其作为备用电源，会处于长时间休眠状态。常规保护板仅能提供充电时的电池平衡，长期休眠必定导致电池组电量不平衡，电池活性降低，从而导致电池内阻加大，损耗加剧增大压差，缩短电池组使用寿命；

其次，现有的供电系统中UPS经过逆变、整流由直流电转换为交流电，再由交流电转换为直流电，并最终向集装箱的负载进行供电，由于逆变、整流过程中电池存在损耗，缩短电池组的使用寿命，如果控制不好会引起冲击，产生多次逆变，进一步加快电池的损耗。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种用于集装箱储能的不间断供电系统，大大提高了锂电池单元的寿命和安全性，在UPS主体单元工作时可主动监控锂电池单元是否电量失衡并及时进行电量调配。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于集装箱储能的不间断供电系统，包括UPS主体单元、锂电池单元、均衡系统单元以及双电源转换开关，UPS主体单元将与锂电池单元电性连接，UPS主体单元与双电源转换开关电性连接并最终为集装箱的负载进行供电；

锂电池单元与均衡系统单元电性连接，均衡系统单元与双电源转换开关电性连接，锂电池单元由多个锂电池组成，均衡系统单元包括电性连接的AC转DC电源模块、控制模块、通讯模块、电压模块、电流模块、充放电模块以及时控模块，均衡系统单元内的各个模块与每个锂电池电性连接并对每个锂电池进行均衡电压处理，AC转DC电源模块与控制模块、通讯模块、电压模块、电流模块、充放电模块及时控模块电性连接，并对控制模块、通讯模块、电压模块、电流模块、充放电模块及时控模块提供电源。

本实用新型的进一步改进在于：时控模块包括依次电性连接的时控电路板、显示模块、微控制器模块与按键模块。

本实用新型的进一步改进在于：通讯模块传输电压模块、电流模块以及时控模块监测的信息并向控制模块发送信息。

本实用新型的进一步改进在于：控制模块对通讯模块发送的信息进行处理，并向充放电模块发送信号指令。

本实用新型的进一步改进在于：充放电模块与每个锂电池电性连接，并对每个锂电池进行均衡电压处理。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中用于集装箱储能的不间断供电系统，供电系统与集装箱的负载通过直流电与直流电直接连接，减少转换次数，减小锂电池的损耗，保证锂电池的活性，提高锂电池的使用寿命。

2、本申请中对锂电池单元设置均衡系统单元，实现对每个锂电池的电压监测，可设置补电电压差以及补电时间，当锂电池单元在充放电时，默认不开启；当锂电池单元的某个锂电池压差超过设定值时打开均衡系统单元，均衡系统单元为该锂电池进行充电，保证锂电池单元的各个锂电池之间的电压小于设定值，缩小电压差，拉长锂电池使用时长，减少锂电池充放电频率，增加锂电池使用寿命；当锂电池处于闲置状态时，可对锂电池进行自动充放，可设置放电电流及休眠开启放电时间，从而保证电池的活性。

附图说明：

图1为本实用新型一种用于集装箱储能的不间断供电系统的连接示意图。

图2为本实用新型一种用于集装箱储能的不间断供电系统中均衡系统单元的结构示意图。

图中标号：

1-UPS主体单元、2-锂电池单元、3-均衡系统单元、4-双电源转换开关；

31-AC转DC电源模块、32-控制模块、33-通讯模块、34-电压模块、35-电流模块、36-充放电模块、37-时控模块；

371-时控电路板、372-显示模块、373-微控制器模块、374-按键模块。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有 “连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的基本含义。

如图1示出了本实用新型一种用于集装箱储能的不间断供电系统的一种实施方式，包括UPS主体单元1、锂电池单元2、均衡系统单元3以及双电源转换开关4，UPS主体单元1将与锂电池单元2电性连接，UPS主体单元1与双电源转换开关4电性连接并最终为集装箱的负载进行供电；

锂电池单元2与均衡系统单元3电性连接，均衡系统单元3与双电源转换开关4电性连接，锂电池单元2由多个锂电池组成，如图2所示，均衡系统单元3包括电性连接的AC转DC电源模块31、控制模块32、通讯模块33、电压模块34、电流模块35、充放电模块36以及时控模块37，均衡系统单元3内的各个模块与每个锂电池电性连接并对每个锂电池进行均衡电压处理，AC转DC电源模块31与控制模块32、通讯模块33、电压模块34、电流模块35、充放电模块36及时控模块37电性连接，并对控制模块32、通讯模块33、电压模块34、电流模块35、充放电模块36及时控模块37提供电源。

本实用新型中用于集装箱储能的不间断供电系统，供电系统与集装箱的负载通过直流电与直流电直接连接，减少转换次数，减小锂电池的损耗，保证锂电池的活性，提高锂电池的使用寿命。

本申请中对锂电池单元2设置均衡系统单元3，实现对每个锂电池的电压监测，可设置补电电压差以及补电时间，当锂电池单元在充放电时，默认不开启；当锂电池单元2的某个锂电池压差超过设定值时打开均衡系统单元3，均衡系统单元3为该锂电池进行充电，保证锂电池单元2的各个锂电池之间的电压小于设定值，缩小电压差，拉长锂电池使用时长，减少锂电池充放电频率，增加锂电池使用寿命；当锂电池处于闲置状态时，可对锂电池进行自动充放，可设置放电电流及休眠开启放电时间，从而保证电池的活性。

进一步的，时控模块37包括依次电性连接的时控电路板371、显示模块372、微控制器模块373与按键模块374。

进一步的，通讯模块33传输电压模块34、电流模块35以及时控模块37监测的信息并向控制模块32发送信息。

进一步的，控制模块32对通讯模块33发送的信息进行处理，并向充放电模块36发送信号指令。

进一步的，充放电模块36与每个锂电池电性连接，并对每个锂电池进行均衡电压处理。

不间断供电系统的工作流程：双电源转换开关4打开后，UPS主体单元1可直接为集装箱负载进行供电，UPS主体单元1开始运行，锂电池单元2的输出电流为负载供电，均衡系统单元3开始工作，电压模块34对各个锂电池的电压进行监测，并向通讯模块33发出通讯信息，通讯模块33将信息发送给控制模块32，控制模块32对数据进行分析处理并判定各个锂电池是否处于均衡状态，如果某个锂电池的电压出现异常，均衡系统单元3对该锂电池进行充放电，保证电池组的正常运行；

当UPS主体单元1为锂电池单元2进行充电，充电时均衡系统单元3介入，当出现某个锂电池电量不平衡时，可以主动补电，使各个锂电池达到平衡；

当锂电池单元2处于长时间休眠状态时，均衡系统单元3自行消耗锂电池单元2的电量，通过时控模块37的按键模块374可对均衡系统单元3的充放电时间进行设定，并在显示模块372上显示，在设定的时间内，微控制器模块373向控制模块32发出启动充放电模块36的信号指令，可实现电费谷时对锂电池进行充放电，既能减少电费的损耗，又能避免锂电池长时间放置导致锂电池失去活性的可能，同时均衡系统单元3会监控各锂电池状态，当发现某个锂电池长期使用或长期搁置导致电量异常时，会自动进行放电，使各个锂电池达到平衡。

本申请设置均衡系统单元3，极大提高了锂电池单元2的使用寿命和安全性能，在UPS主体单元1工作时可主动监控锂电池单元2是否电量失衡，进行及时电量调配，并且在锂电池单元2充电和长时间休眠时，同样会监测锂电池单元2的电池状态，当发现不平衡时，均衡系统单元3主动对锂电池进行放电达到平衡，通过均衡系统单元3使锂电池单元2长时间处于安全平衡的状态，提高整个锂电池的使用寿命和使用安全性。

本实用新型中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于集装箱储能的不间断供电系统，其特征在于：包括UPS主体单元（1）、锂电池单元（2）、均衡系统单元（3）以及双电源转换开关（4），所述UPS主体单元（1）将与锂电池单元（2）电性连接，所述UPS主体单元（1）与双电源转换开关（4）电性连接并最终为集装箱的负载进行供电；

所述锂电池单元（2）与均衡系统单元（3）电性连接，所述均衡系统单元（3）与双电源转换开关（4）电性连接，所述锂电池单元（2）由多个锂电池组成，所述均衡系统单元（3）包括电性连接的AC转DC电源模块（31）、控制模块（32）、通讯模块（33）、电压模块（34）、电流模块（35）、充放电模块（36）以及时控模块（37），所述均衡系统单元（3）内的各个模块与每个锂电池电性连接并对每个锂电池进行均衡电压处理，所述AC转DC电源模块（31）与控制模块（32）、通讯模块（33）、电压模块（34）、电流模块（35）、充放电模块（36）及时控模块（37）电性连接，并对控制模块（32）、通讯模块（33）、电压模块（34）、电流模块（35）、充放电模块（36）及时控模块（37）提供电源。

2.根据权利要求1所述一种用于集装箱储能的不间断供电系统，其特征在于：所述时控模块（37）包括依次电性连接的时控电路板（371）、显示模块（372）、微控制器模块（373）与按键模块（374）。

3.根据权利要求1所述一种用于集装箱储能的不间断供电系统，其特征在于：所述通讯模块（33）传输电压模块（34）、电流模块（35）以及时控模块（37）监测的信息并向控制模块（32）发送信息。

4.根据权利要求3所述一种用于集装箱储能的不间断供电系统，其特征在于：所述控制模块（32）对通讯模块（33）发送的信息进行处理，并向充放电模块（36）发送信号指令。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述一种用于集装箱储能的不间断供电系统，其特征在于：所述充放电模块（36）与每个锂电池电性连接，并对每个锂电池进行均衡电压处理。

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