CN218633361U - 一种蓄电池开路保护装置及具有该装置的直流供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄电池开路保护装置及具有该装置的直流供电系统，其将数个蓄电池串联成一个串联蓄电池组使其输出端电压达到预定值，然后与直流母线相连，将所述串联蓄电池组中的蓄电池分成数组，每组蓄电池两端并接一个智能失压补偿模块的输出端，且所述智能失压补偿模块的输入端与直流母线电气连接；其中，所述智能失压补偿模块监控每一块蓄电池的电压，在电池出现开路时，将直流母线电压经降压模块跨接于开路的该电池两端，以保障母线不失压。本实用新型利用独立单元(开路保护模块)能在线自动均衡蓄电池性能以及对开路故障具有诊断、补偿及告警功能。

Description

一种蓄电池开路保护装置及具有该装置的直流供电系统

技术领域

本实用新型涉及直流蓄电池供电系统安全领域，特别是涉及一种用于蓄电池开路保护的蓄电池开路保护装置及具有该装置的直流供电系统。

背景技术

目前，常见的蓄电池应用都是通过串联将电压升高而为负载供电，其应用于多种行业的直流蓄电池供电系统，例如输配发电、冶金、轨道交通、核电、石化、陶瓷、光伏、风电、储能、电动车等等领域。但是由于铅酸蓄电池一致性比较差，运行中会经常的出现过充和欠充现象，继而会造成单只或者多只蓄电池出现开路事故，从而导致供电故障，因而如何保障供电安全，是业界急需解决的问题。

发明内容

本实用新型主要目的是提供一种结构简单、成本低、安全可靠的直流供电系统及其蓄电池开路保护装置。要解决的技术问题是部分蓄电池开路导致直流供电中断的问题。可防止运行中蓄电池开路或者维护不到位，降低使用寿命和事故发生，为蓄电池安全做最全面保障。

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：

用于蓄电池开路的保护方法、装置及供电系统，是将数个蓄电池串联成一个串联蓄电池组使其输出端电压达到预定值，然后与直流母线相连，将所述串联蓄电池组中的蓄电池分成数组，每组蓄电池两端并接一个智能失压补偿模块的输出端，且所述智能失压补偿模块的输入端与直流母线电气连接；其中，所述智能失压补偿模块监控每一块蓄电池的电压，当检测到任一组蓄电池呈开路状态时，将直流母线电压经降压模块跨接于开路的该电池所在电池组两端，以保障母线不失压。

与现有技术相比，本实用新型解决了因铅酸蓄电池一致性比较差及由此导致的运行中会经常的出现过充和欠充的问题，继而会造成单只或者多只蓄电池出现开路事故，从而导致供电故障的问题，在部分电池开路的情况下，能保持串联的蓄电池组持续输出正常电压，因此本实用新型的方法通过并联多只失压补偿模块，借助进行参数比较调整来完成整组蓄电池中的单只电压平衡，可智能化保障了蓄电池运行，同时使本实用新型的系统具备蓄电池全核容放电功能。

相较于现有产品，本实用新型的装置具有如下优点：

1、便于现场操作；

2、可采用模块化保持一致性，可以随意替换；

3、独立单元(开路保护模块)均能在线自动均衡蓄电池性能以及具有诊断告警功能。

下面结合附图对本实用新型用于蓄电池开路的保护方法、装置及供电系统做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型具蓄电池开路保护装置的直流供电系统的结构示意图；

图2为本实用新型中的单只智能失压补偿模块(内阻智能均衡开路保护模块)工作电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的应用蓄电池开路的保护方法的直流供电系统示意图，本实用新型一种蓄电池开路保护方法是在所述供电系统中，将数个蓄电池串联使其输出端电压达到 220V然后与直流母线相连，并将串联蓄电池中的蓄电池分成数组，每组蓄电池两端并接有智能失压补偿模块中的一个内阻智能均衡开路保护模块的输出端，且所述内阻智能均衡开路保护模块的输入端与直流母线电气连接。

如图2所示，其为本实用新型的智能失压补偿模块(内阻智能均衡开路保护模块)工作电路示意图，发明人研发的智能失压补偿模块具有单只蓄电池健康指数检测模块、提前预警模块、内阻检测模块、自动均衡模块等功能单元，可实现单只蓄电池健康指数检测、提前预警、内阻检测、自动均衡、全容量远程核容、模拟蓄电池冲击、跨接蓄电池开路(支持末端断路器冲击电流跳闸)等功能。可有效地减少能源转化浪费，降低碳排放、降低运维成本。

本实用新型的一种蓄电池开路保护方法中的内阻智能均衡开路保护模块可进行智能失压补偿，所述内阻智能均衡开路保护模块从直流母线获取电压通过降压模块的输出端将电压加到蓄电池两端，且所述输出端并接有一个反向二极管，所述反向二极管的主要作用是：蓄电池正常工作的时候，降压模块一直在线防止蓄电池单只开路，如果蓄电池出现开路，所述降压模块可以保障母线不失压，但是由于所述降压模块功率有限，其只能保障继保设备不误动作，不一定能保障容量大的断路器跳闸，而通过在蓄电池端加一个反向二极管，事故的时候蓄电池放电电流正好是二极管导通方向可以保障大电流冲开断路器。

另外，在本具体实施例中，所述内阻智能均衡开路保护模块还具有一个CPU处理器，可接收蓄电池电压采样模块对每个单节电池电压的采样，并根据所述采样值判断并控制降压模块以及每节电池的均衡控制模块的工作，以实现智能补偿，实现单只蓄电池健康指数检测、提前预警、内阻检测、自动均衡、全容量远程核容、模拟蓄电池冲击、跨接蓄电池开路(支持末端断路器冲击电流跳闸)等功能，其中，内阻智能均衡可为独立单元，其采集每只蓄电池电压和极柱温度，通过CPU判断蓄电池单只电压过高进行放电，过低电压进行充电，同时测量蓄电池内阻，整个数据检测判断蓄电池性能做到全寿命周期管理，而开路保护模块在失压补偿模块蓄电池接口增加反向二极管，其正常充电和放电都不受影响，当其中任意一只蓄电池开路失压时，开路保护模块与剩下完好蓄电池分组串联起来放电形成回路放电。

因此每个失压补偿模块均具有单只蓄电池内阻检测(直流放电发)和自动均衡(可自动控制某只电压偏高蓄电池进行放电，而在某只蓄电池电压偏低时进行补充)，因此本实用新型通过并联多只失压补偿模块，借助进行参数比较调整来完成整组蓄电池中的单只电压平衡，可智能化保障了蓄电池运行，同时使本实用新型的装置及系统具备蓄电池全核容放电功能。

另外本实用新型的产品结构可采取模块设计，使其实现如下优点：

1、便于现场操作；

2、模块化保持一致性，可以随意替换；

3、独立单元在线自动均衡蓄电池性能(诊断告警)。

综上所述，本实用新型利用独立单元(开路保护模块)能在线自动均衡蓄电池性能以及对开路故障具有诊断、补偿及告警功能。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种蓄电池开路保护装置，其特征在于，包含有一降压模块、一CPU处理器、一个能监控每节蓄电池电压的铅酸蓄电池电压采样模块及数个跨接于每个蓄电池两端的充放电控制装置以及数个并接于单个蓄电池两端的充放电装置，该降压模块具有与母线电气连接的输入端，及跨接于每个蓄电池组两端的输出端，所述CPU处理器接收蓄电池电压采样模块对每个单节电池电压的采样以监控每个电池的电压，于任何一个蓄电池开路失压时控制跨接所述开路的蓄电池两端的充放电控制装置的输出端输出补偿电压于其所在蓄电池组两端。

2.根据权利要求1所述的蓄电池开路保护装置，其特征在于，所述保护装置具有单只蓄电池健康指数检测模块、提前预警模块、内阻检测模块、或自动均衡模块。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电池开路保护装置，其特征在于，所述保护装置的降压模块输出端并接有一个反向二极管。

4.一种具有蓄电池开路保护装置的直流供电系统，其特征在于，该直流供电系统是将数个蓄电池串联成一个串联蓄电池组使其输出端电压达到预定值，然后与直流母线相连，所述串联蓄电池组被分成数组，数组蓄电池中的每一组连接有根据权利要求1-3任一所述的用于蓄电池开路的保护装置。

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