CN220896347U - 蓄电池智能安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于蓄电池管理技术领域，具体公开了蓄电池智能安全管理系统，包括检测单元、传输单元、核容单元和终端单元，检测单元将检测的数据通过传输单元传输至终端单元，远程核容组件用于对蓄电池组进行在线核容；终端单元对数据进行处理和显示；核容单元包括双向换流器和隔离升压组件，双向换流器与蓄电池组正极和蓄电池组负极连接，隔离升压组件能够在电池开路时进行升压供电；隔离升压组件包括若干DC/DC模块，每组单体电池对应一组DC/DC模块，DC/DC模块的两侧分别与蓄电池组正极和单体电池的负极连接。不仅能够对电池的状态进行监控，在电池出现开路等故障时，保障直流母线不失压。

Description

蓄电池智能安全管理系统

技术领域

本实用新型属于蓄电池管理技术领域，尤其涉及一种蓄电池智能安全管理系统。

背景技术

蓄电池是电力电源系统中直流供电系统的重要组成部分，它作为直流供电电源，主要担负着为电力系统中二次系统负载提供安全、稳定、可靠的电力保障，确保继电保护、通信设备的正常运行。因此，蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。

蓄电池在使用过程中并非始终处于健康安全的状态，导致这一问题出现的原因有以下的几点:

首先，基于铅酸蓄电池的电化学性能原理，我们知道蓄电池经过一定时间的使用后，常易因活性物质脱落、板栅腐蚀或极板变形、硫化等因素，而使容量逐渐降低直至其失效。

其次，受制程工艺水平的影响，蓄电池在出厂时就存在一定的差异(国标充许5％的容量偏差),再加上国内电池供应商在材料、品控、成本控等诸多方面的人为干扰，同一批次的蓄电池也存在性能上的差异。

第三，蓄电池在变电站内始终处于长期备电浮充使用的状态。持续的浮充会进一步加剧蓄电池个体间的一致性不断减弱、差异不断放大。

最终，同批次采购、启用的蓄电池在经过3年的使用以后，其真正的备电能力和健康状态已经千差万别。

在变电站内220V直流电源蓄电池都是上百节串联使用，只要其中有1节电池存在故障隐患，在使用过程中突然失电、开路，则整组电池就不能够供电；同时，只要有1节电池存在落后，如果不能及时发现、及时更换曾整个电池组都将被迅速拖垮。

现有技术中公开了一种新型蓄电池组远程在线维护装置(CN208423095U)，包括微处理器、内阻测量控制单元、放电控制单元、充电控制单元、均衡单元、短信模块、电压采样模块、片外A/D转换模块、电流采样模块、温度采样模块、存储模块、触控液晶屏模块。电压采样模块包括单体电压采样模块、母线电压采样模块，其中单体电压模块与片外A/D转换模块相连，母线电压采样模块与微处理器的片内A/D转换模块相连。通过与每节电池连接和母线电压两端的连接，可以实现单体电池及蓄电池组的状态全方位的实时采集，并通过对于蓄电池数据的分析发出蓄电池故障告警信号，可以实现对蓄电池组的实时维护，及时处理蓄电池问题，避免停电后设备瘫痪。

上述技术方案通过采集单体电池和蓄电池组的电压，可以对单体电池和蓄电池组的电压进行监控，因此可以对蓄电池组进行实时维护，避免停电后设备瘫痪。但是上述方案仅是给出了检测数据用于蓄电池的情况判断，但是并未给出当电池组出现开路的情况下，如何保证供电要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蓄电池智能安全管理系统，不仅能够对电池的状态进行监控，在电池出现开路等故障时，保障直流母线不失压。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：蓄电池智能安全管理系统，包括检测单元、传输单元、核容单元和终端单元，所述检测单元将检测的数据通过传输单元传输至终端单元，所述远程核容组件用于对蓄电池组进行在线核容；所述终端单元对数据进行处理和显示；所述检测单元包括单体检测组件和蓄电池组检测组件，所述单体检测组件用于检测单体电池的数据，所述蓄电池组检测组件用于检测蓄电池组的数据；所述核容单元包括双向换流器和隔离升压组件，所述双向换流器与蓄电池组正极和蓄电池组负极连接，所述隔离升压组件能够在电池开路时进行升压供电；所述隔离升压组件包括若干DC/DC模块，每组单体电池对应一组DC/DC模块，所述DC/DC模块的两侧分别与蓄电池组正极和单体电池的负极连接。

进一步，所述双向换流器与蓄电池组正极和蓄电池组负极之间设有常开型直流接触器K3，直流母线正极与电池组正极之间设有旁路开关QS1，旁路开关QS1两侧连接有第一线路和第二线路，第一线路和第二线路之间设有常闭直流接触器K1和两个放电二极管D，常闭直流接触器K1和两个放电二极管D三者并联，第一线路与若干组单体电池的正极连接并与第二线路汇合；所述双向换流器的正极与第二线路连接。

进一步，所述单体检测组件包括单体电池温度检测模块、单体电池内阻检测模块和单体电池电压检测模块。

进一步，所述蓄电池组监测组件包括蓄电池组电压检测模块和蓄电池组电流检测模块。

进一步，还包括充电保护单元，所述充电保护单元包括整流器、间歇充电模块和控制模块，所述控制模块能够对蓄电池组进行通断电；所述整流器分别与外接电源和间歇充电模块连接。

进一步，所述终端单元包括显示器，所述显示器连接有用于处理数据的处理器，所述显示器用于对处理后的数据结果进行展示。

本技术方案的有益效果在于：

①本技术方案采用隔离电源技术，当电池开路、单体落后时保障直流母线不失压。并结合双向换流器实现远程在线恒流放电核容和预充电，实现蓄电池的智能管理。

②本技术方案通过检测单元对单体电池和蓄电池组的数据进行检测，并通过处理器对数据进行处理，在显示器上进行显示，方便维护人员观看数据，做出相应的维护处理。

③本技术方案采用间歇充电模块来对蓄电池进行间歇充电，减少电池过充电电量，提高电池使用寿命。

④本技术方案设计放电二极管，在市电停电时，保证电池组无缝为负载供电，可有效避免核容过程中交流市电导致直线母线失压的风险。

⑤本技术方案使用常闭接触器K1，保证设备异常或失电时，恢复蓄电池组与直流系统原始接线关系，充分保证直流系统的安全。

⑥本技术方案具备旁路开关QS1，当设备发生故障或维护时，闭合旁路开关，本系统将于电源系统彻底旁路。

⑦本技术方案设置控制模块，能够在单体电池温度过高时，暂时断开该蓄电池组与电源的连接。

附图说明

图1为本实用新型蓄电池智能安全管理系统的连接原理图；

图2为图1中核容单元的原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：单体电池1、蓄电池组2、检测单元3、单体检测组件4、蓄电池组检测组件5、传输单元6、终端单元7、双向换流器8、第一线路9、第二线路10、第三线路11、DC/DC模块12、核容单元13。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例基本如附图1所示：蓄电池智能安全管理系统，包括检测单元3、传输单元6(采用无线通信模块)、核容单元13、充电保护单元和终端单元7，检测单元3将检测的数据通过传输单元6传输至终端单元7，检测单元3包括蓄电池组检测组件5和若干组单体检测组件4，单体检测组件4用于检测单体电池的数据，单体检测组件4包括单体电池温度检测模块、单体电池内阻检测模块和单体电池电压检测模块；蓄电池组检测组件5用于检测蓄电池组2的数据，蓄电池组2监测组件包括蓄电池组电压检测模块和蓄电池组电流检测模块。终端单元7对数据进行处理和显示，终端单元7包括显示器，显示器连接有用于处理数据的处理器，显示器用于对处理后的数据结果进行展示。

核容单元13用于对蓄电池组2进行在线核容；核容单元13包括双向换流器8和隔离升压组件，双向换流器8与蓄电池组2正极和蓄电池组2负极连接，隔离升压组件能够在电池开路时进行升压供电；隔离升压组件包括若干DC/DC模块12，每组单体电池1对应一组DC/DC模块12，DC/DC模块12的两侧分别与蓄电池组2正极和单体电池1的负极连接；具体地，如图2所示，双向换流器8与蓄电池组2正极和蓄电池组2负极之间设有常开型直流接触器K3，直流母线正极与蓄电池组正极之间设有旁路开关QS1，旁路开关QS1两侧连接有第一线路9和第二线路10，第一线路9和第二线路10之间设有第三线路11，第三线路11上设置常闭直流接触器K1和两个放电二极管D，常闭直流接触器K1和两个放电二极管D三者并联，第一线路9与若干组单体电池1的正极连接并与第二线路10汇合；双向换流器8的正极与第二线路10连接。核容时K3闭合，K1断开，核容时如果发生市电停电蓄电池组2可通过放电二极管为直流母线供电，K3断开。

充电保护单元包括整流器、间歇充电模块和控制模块，控制模块能够对蓄电池组2进行通断电；整流器分别与外接电源和间歇充电模块连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：包括检测单元(3)、传输单元(6)、核容单元(13)和终端单元(7)，所述检测单元(3)将检测的数据通过传输单元(6)传输至终端单元(7)，所述核容单元(13)用于对蓄电池组(2)进行在线核容；所述终端单元(7)对数据进行处理和显示；所述检测单元(3)包括单体检测组件(4)和蓄电池组检测组件(5)，所述单体检测组件(4)用于检测单体电池(1)的数据，所述蓄电池组检测组件(5)用于检测蓄电池组(2)的数据；所述核容单元(13)包括双向换流器(8)和隔离升压组件，所述双向换流器(8)与蓄电池组(2)正极和蓄电池组(2)负极连接，所述隔离升压组件能够在电池开路时进行升压供电；所述隔离升压组件包括若干DC/DC模块(12)，每组单体电池(1)对应一组DC/DC模块(12)，所述DC/DC模块(12)的两侧分别与蓄电池组(2)正极和单体电池(1)的负极连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：所述双向换流器(8)与蓄电池组(2)正极和蓄电池组(2)负极之间设有常开型直流接触器K3，直流母线正极与电池组正极之间设有旁路开关QS1，旁路开关QS1两侧连接有第一线路(9)和第二线路(10)，第一线路(9)和第二线路(10)之间设有常闭直流接触器K1和两个放电二极管D，常闭直流接触器K1和两个放电二极管D三者并联，第一线路(9)与若干组单体电池(1)的正极连接并与第二线路(10)汇合；所述双向换流器(8)的正极与第二线路(10)连接。

3.根据权利要求1所述的蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：所述单体检测组件(4)包括单体电池温度检测模块、单体电池内阻检测模块和单体电池电压检测模块。

4.根据权利要求1所述的蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：所述蓄电池组(2)监测组件包括蓄电池组电压检测模块和蓄电池组电流检测模块。

5.根据权利要求1所述的蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：还包括充电保护单元，所述充电保护单元包括整流器、间歇充电模块和控制模块，所述控制模块能够对蓄电池组(2)进行通断电；所述整流器分别与外接电源和间歇充电模块连接。

6.根据权利要求1所述的蓄电池智能安全管理系统，其特征在于：所述终端单元(7)包括显示器，所述显示器连接有用于处理数据的处理器，所述显示器用于对处理后的数据结果进行展示。