CN216872908U - 一种应用于电池电源精细化稳压管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，包括电源单元、电池切换单元、供电切换单元、智能控制器单元和稳压单元，所述电源单元包括电网电压和外部直流电源，所述外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，所述供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，所述智能控制器单元连接显示单元和通信单元，所述供电切换单元连接稳压单元，所述稳压单元连接终端设备和监测单元，所述稳压单元连接终端设备。本实用新型解决了并联电池组缺少充放电精细化管理，电池电压因放电时长增加供电不稳定、不安全、易出现故障等问题。

Description

一种应用于电池电源精细化稳压管控系统

技术领域

本实用新型涉及物联网和能源数字化，电池电源供电技术控制领域，提供了一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，一种独立稳压电源精细化管控系统，用于实现电池充放电精细化管理，让远程终端设备供电电源稳定、可靠。适用于物联网和能源数字化野外观测站,物联网终端站点等场景。

背景技术

随着物联网和能源数字化技术的发展，户外智能供电控制系统已经渗透到工业、农业多个产业。在电池电源供电技术领域，用户为获取更可靠的供电电源，在市电异常情况，或者户外野外无市电地区，依然要求有电设备可以正常工作。常常采用并联各种锂电电池组，铅酸蓄电池组等电池电源作为后备电源。电池电源管理电路用于在某一电路失去外部电源供电时，使该应用电路的供电切换为指定的某一种电池电源供电，即可对应用电路提供持续的输入电源。在纯电池供电情况下，根据目前电池电芯的特性，随着放电的时间增加电池电压会随之降低，容易出现供电电压不足，功率不够，供电不稳定可靠等情况。

现有技术中，在交流市电存在的地区，供电电路图结构如图1所示，通过AC/DC转换模块，给终端设备供电，结合蓄电池或者多个蓄电池，直接并联在供电输出侧，解决市电停电或者异常时供电问题。在交流市电不存在的地区，供电电路图结构如图2所示，通过太阳能电池板，结合太阳能充电控制器，给储能蓄电池充电或者供电给终端设备。电池或者多个蓄电池，直接并联在供电输出侧。

现有技术的供电系统存在如下缺点：（1）并联电池组在使用一段时间后，每个单体电池的电压、内阻和容量一致性变差，导致电池组间会产生环流，引发放电故障。（2）长期浮充造成某一个单体电池电压过高甚至损坏，导致整个电池组无法正常供电，甚至产生电池供电用电的安全问题。（3）并联电池组整体并联使用后，无法清晰定位故障电池。（4）纯电池供电情况下，如图3所示，根据目前电池电芯的特性，随着放电的时间增加电池电压会随之降低，容易出现供电电压不足，功率不够，供电不稳定可靠等问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，旨在解决并联电池组缺少充放电精细化管理，电池电压因放电时长增加供电不稳定、不安全、易出现故障等问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，包括电源单元、电池切换单元、供电切换单元、智能控制器单元和稳压单元，所述电源单元包括电网电压和外部直流电源，所述外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，所述供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，所述智能控制器单元连接显示单元和通信单元，所述供电切换单元连接稳压单元，所述稳压单元连接终端设备和监测单元，所述稳压单元连接终端设备。

本实用新型一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，电源采用电网电压和外部直流电源，增加供电系统的适用度；外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，轻松进行切换，保障供电稳定，清晰定位供电电源，便于故障出现时对电源进行维护，降低了系统维护成本；所述供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，通过智能控制器单元能够便于对供电电源进行数据采集，状态判断，运算处理，监控电源情况，保障供电电源正常运行，对故障进行及时预警。

进一步，所述外部直流电源包括光伏组件和电池。

外部直流电源包括光伏组件和电池增加外部电源的多样性，保障供电电源的稳定运行。

更进一步，所述光伏组件连接充电控制单元，所述充电控制单元和电池连接电池切换单元。

充电控制单元，与等直流电源连接，输出至电池切换单元。

更进一步，所述充电控制单元包括MPPT电路和BUCK电路。

充电控制单元包括MPPT电路和BUCK电路，用于光伏组件等外部直流电源充电转换。

进一步，所述电池切换单元包括电池充电放电继电器矩阵电路和继电器驱动电路。

电池切换单元包括电池充电放电继电器矩阵电路和继电器驱动电路，用于外部供电电源进行切换。

进一步，所述电网电压连接AC/DC变换器，所述AC/DC变换器连接供电切换单元。

AC/DC变换器用于将电网电压的交流电转化为恒压限流的直流电源。

进一步，所述供电切换单元包括MOS管开关电路。

供电切换单元包括MOS管开关电路，负责供电切换，用于供电电源进行切换。

进一步，所述智能控制器单元包括CPU电路、低压辅助供电电路、时钟电路、复位电路和程序下载电路。

智能控制器单元包括CPU电路、低压辅助供电电路、时钟电路、复位电路和程序下载电路，对供电电源进行监测、辅助处理。

进一步，所述监测单元包括模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路。

监测单元包括模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路，用于供电电源模拟信号的实时采集，对供电电源进行监测和预警。

进一步，所述显示单元包括LCD屏和LED状态灯，所述通信单元包括ARM子单元。

显示单元包括LCD屏和LED状态灯，显示电源、供电状态、电压电流参数、电源的运行状态，通信单元包括ARM子单元，与电源信号进行通信，并将信号分析处理，将结果呈现在显示单元上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，电源采用电网电压和外部直流电源，增加供电系统的适用度，在有无交流电的地区均可使用，在太阳能充足的区域可降低成本；

2、本实用新型一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，轻松进行切换，保障供电稳定，清晰定位供电电源，便于故障出现时对电源进行维护，降低了系统维护成本；

3、本实用新型一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，通过智能控制器单元能够便于对供电电源进行数据采集，状态判断，运算处理，监控电源情况，保障供电电源正常运行，对故障进行及时预警。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为现有技术中有交流电地区供电电路结构示意图；

图2为现有技术中无交流电地区供电电路结构示意图；

图3为电池放电特性曲线图；

图4为本实用新型供电电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

在一个实施例中，如图4所示，一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，包括电源单元、电池切换单元、供电切换单元、智能控制器单元和稳压单元，所述电源单元包括电网电压和外部直流电源，所述外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，所述供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，所述智能控制器单元连接显示单元和通信单元，所述供电切换单元连接稳压单元，所述稳压单元连接终端设备和监测单元，所述稳压单元连接终端设备。

在一个实施例中，所述外部直流电源包括光伏组件和电池。

在一个实施例中，所述光伏组件连接充电控制单元，所述充电控制单元和电池连接电池切换单元。

在一个实施例中，所述充电控制单元包括MPPT电路和BUCK电路。

在一个实施例中，所述电池切换单元包括电池充电放电继电器矩阵电路和继电器驱动电路。

在一个实施例中，所述电网电压连接AC/DC变换器，所述AC/DC变换器连接供电切换单元。

在一个实施例中，所述供电切换单元包括MOS管开关电路。

在一个实施例中，所述智能控制器单元包括CPU电路、低压辅助供电电路、时钟电路、复位电路和程序下载电路。

在一个实施例中，所述监测单元包括模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路。

在一个实施例中，所述显示单元包括LCD屏和LED状态灯，所述通信单元包括ARM子单元。

本系统运行时，可根据情况选择电网电压和外部直流电源的使用，外部直流电源可根据情况选择光伏组件和电池的使用，光伏组件连接充电控制单元，对光伏组件的充电进行控制，不反复充电，延长使用寿命，电网电压连接AC/DC变换器，将交流电进行转化，供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，智能控制器单元对供电电源进行数据采集，状态判断，运算处理，监控电源情况，保障供电电源正常运行，通信单元进行电源信号的接受和处理，显示单元对电源状态进行数字化显示，监测单元用于供电电源模拟信号的实时采集，对供电电源进行监测和预警。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，包括电源单元、电池切换单元、供电切换单元、智能控制器单元和稳压单元，所述电源单元包括电网电压和外部直流电源，所述外部直流电源连接电池切换单元，所述电池切换单元和电网电压均连接供电切换单元，所述供电切换单元和电池切换单元均连接智能控制器单元，所述智能控制器单元连接显示单元和通信单元，所述供电切换单元连接稳压单元，所述稳压单元连接终端设备和监测单元，所述稳压单元连接终端设备。

2.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述外部直流电源包括光伏组件和电池。

3.根据权利要求2所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述光伏组件连接充电控制单元，所述充电控制单元和电池连接电池切换单元。

4.根据权利要求3所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述充电控制单元包括MPPT电路和BUCK电路。

5.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述电池切换单元包括电池充电放电继电器矩阵电路和继电器驱动电路。

6.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述电网电压连接AC/DC变换器，所述AC/DC变换器连接供电切换单元。

7.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述供电切换单元包括MOS管开关电路。

8.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述智能控制器单元包括CPU电路、低压辅助供电电路、时钟电路、复位电路和程序下载电路。

9.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述监测单元包括模拟信号调理电路、滤波电路和信号转换电路。

10.根据权利要求1所述的一种应用于电池电源精细化稳压管控系统，其特征在于，所述显示单元包括LCD屏和LED状态灯，所述通信单元包括ARM子单元。

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