PL210360B1

PL210360B1 - System for complex handling of acid battery accumulators, especially VRLA, under buffer operation

Info

Publication number: PL210360B1
Application number: PL383277A
Authority: PL
Inventors: Maciej Kozyra; Robert Samborski; Edward Chrustowski
Original assignee: Inst Łączności Państwowy Inst Badawczy
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL383277A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do kompleksowej obsługi baterii akumulatorów kwasowych, zwłaszcza VRLA, w stanie pracy buforowej, służący do konfiguracji, transmisji danych, monitorowania stanu baterii i wyrównywania napięć na poszczególnych ogniwach baterii akumulatorów kwasowych, mający zastosowanie do baterii akumulatorów wykorzystywanych jako źródła gwarantowanego napięcia, w tym głównie w telekomunikacji.The subject of the invention is a system for comprehensive servicing of lead acid batteries, especially VRLA, in buffer operation, for configuration, data transmission, battery status monitoring and voltage equalization on individual cells of lead acid batteries, applicable to batteries used as sources of guaranteed voltage, mainly in telecommunications.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 162 002 układ pomiarowy z bocznikiem do kontroli ładowania i stanu napięcia baterii akumulatorów ma połączony z baterią akumulatorów bocznik prądowy złożony z dwóch półprzewodnikowych diod dużej mocy o przeciwnych polaryzacjach, z którymi jest połączony rezystor o rezystancji dobranej tak, aby wartość spadku napięcia wywołanego przepływającym prądem była mniejsza od wartości napięcia przewodzenia diod bocznika. Bocznik jest przyłączony do wejścia wzmacniacza, którego wyjście jest połączone z porównującym wejściem znanego komparatora napięciowego. Wyjście komparatora jest połączone poprzez blok opóźniający z blokiem wykonawczo-sygnalizacyjnym, natomiast do wejścia odniesienia komparatora jest doprowadzone napięcie odniesienia z bloku zasilacza stabilizowanego. Blok opóźniający jest sterowany z okienkowego komparatora zasilanego stałym napięciem z baterii akumulatorów i połączonego z nim szeregowo bloku sygnalizacyjnego.The measuring system with a shunt known from the Polish patent specification No. 162 002 to control the charging and voltage of the battery bank has a current shunt connected to the battery bank consisting of two high-power semiconductor diodes with opposite polarities, to which a resistor with a resistance selected so that the value of the voltage drop caused by the flowing current was lower than the forward voltage of the shunt diodes. The shunt is connected to the input of an amplifier whose output is connected to the comparator input of a known voltage comparator. The comparator output is connected through the delay block with the executive-signaling unit, while the reference voltage from the stabilized power supply unit is applied to the comparator reference input. The delay block is controlled from a window comparator supplied with a constant voltage from the battery bank and a signaling block connected in series thereto.

Układ powyższy ma zastosowanie jedynie do kontroli poprawności współpracy prostownika z baterią akumulatorów stacyjnych z jednoczesnym pomiarem napięcia baterii akumulatorów, przy czym wykrywa galwaniczne przerwy w obwodzie ładowania.The above system is applicable only to the control of the correctness of the rectifier's cooperation with the station battery bank, while simultaneously measuring the voltage of the battery bank, and it detects galvanic interruptions in the charging circuit.

Znany z opisu patentowego PL 187 511 układ do wyrównywania napięcia w ogniwach baterii akumulatorów kwasowych, zwłaszcza VRLA, w stanie pracy buforowej, zawiera ogniwo baterii akumulatorów, układ pomiarowo-regulacyjny oraz bocznik i diody oraz mikroprocesorowy układ pomiarowo-regulacyjny połączony z ogniwem baterii akumulatorów oraz połączony z układem napięcia odniesienia połączonym z przetwornikiem DC-DC dołączonym do ogniwa baterii akumulatorów, a ponadto mikroprocesorowy układ pomiarowo-regulacyjny jest połączony poprzez filtr dolnoprzepustowy z układem bocznikującym połączonym z ogniwem baterii akumulatorów oraz jest połączony z zespołem trzech diod świecących LED.The system for equalizing the voltage in cells of lead acid batteries, especially VRLA, known from the PL 187 511 patent, in the buffer operation state, includes a battery cell, a measurement and control system, a shunt and diodes, and a microprocessor-based measurement and control system connected to the battery cell, and connected to the reference voltage system connected to the DC-DC converter connected to the battery cell, and moreover, the microprocessor measurement and control system is connected through a low-pass filter to the bypass circuit connected to the battery bank cell and is connected to the set of three LEDs.

Układ do kompleksowej obsługi baterii akumulatorów kwasowych, zwłaszcza VRLA, w stanie pracy buforowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przetwornik DC/DC połączony jest z modułem pomiarowym, filtrem dolnoprzepustowym i mikroprocesorowym układem sterowania, który jest połączony z n ogniwami baterii akumulatorów, a w szczególności z ogniwem pierwszym poprzez przetwornik DC-DC, przy czym ogniwo pierwsze dołączone jest do ogniwa kolejnego „i baterii akumulatorów oraz do ogniwa ostatniego baterii akumulatorów, przy czym każde z ogniw dołączone jest do modułu pomiarowego, a ponadto mikroprocesorowy układ sterowania jest połączony poprzez filtr dolnoprzepustowy z ogniwami baterii akumulatorów, a także połączony jest z modułem pomiarowym i z interfejsem komunikacyjnym, korzystnie z modułem radiowym.The system for comprehensive maintenance of lead acid batteries, especially VRLA, in the buffer operation state, according to the invention, is characterized in that the DC / DC converter is connected with a measuring module, a low-pass filter and a microprocessor control system which is connected with the cells of the battery bank, in particular with the first cell through a DC-DC converter, the first cell being connected to the next cell and the battery bank and to the last cell of the battery bank, each of the cells being connected to the measuring module, and furthermore the microprocessor control system is connected through a low-pass filter with cells of the battery bank, and also connected to a measuring module and a communication interface, preferably to a radio module.

Zaletą układu według wynalazku jest realizowanie przez mikroprocesorowy układ sterowania funkcji pomiarowej, rejestracyjnej, konfiguracyjnej, transmisyjnej i regulacyjnej. Możliwe jest uzyskanie i utrzymanie zamierzonych parametrów pracy baterii akumulatorów poprzez zadanie parametrów drogą radiową. Każda z wymienionych funkcji i estymacja parametrów może być realizowana przy pomocy interfejsu komunikacyjnego, a korzystnie modułu radiowego.The advantage of the system according to the invention is that the measuring, registration, configuration, transmission and control functions are realized by the microprocessor-based control system. It is possible to obtain and maintain the intended operating parameters of the battery by setting parameters via radio. Each of the mentioned functions and parameter estimation can be performed by means of a communication interface, preferably a radio module.

Układ do kompleksowej obsługi baterii akumulatorów kwasowych, zwłaszcza VRLA, w stanie pracy buforowej, według wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat blokowy układu.The system for comprehensive servicing of lead acid batteries, especially VRLA, in the buffer operation state, according to the invention, is shown in the embodiment in the drawing showing the block diagram of the system.

W układzie do kompleksowej obsługi baterii akumulatorów kwasowych, zwłaszcza VRLA, w stanie pracy buforowej, według wynalazku przetwornik DC/DC 1, połączony jest z modułem pomiarowym 2, filtrem dolnoprzepustowym 3 i mikroprocesorowym układem sterowania 5, który jest połączony z n ogniwami baterii akumulatorów 6, a w szczególności z ogniwem pierwszym O1 poprzez przetwornik DC-DC 1, przy czym ogniwo pierwsze O1 dołączone jest do ogniwa kolejnego „i baterii akumulatorów 6 oraz do ogniwa ostatniego On baterii akumulatorów 6, przy czym każde z ogniw dołączone jest do modułu pomiarowego 2, a ponadto mikroprocesorowy układ sterowania 5 jest połączony poprzez filtr dolnoprzepustowy 3 z ogniwami O1...On baterii akumulatorów 6, a także połączony jest z modułem pomiarowym 2 i z interfejsem komunikacyjnym 4, korzystnie z modułem radiowym. Układ ma zastosowanie do konfiguracji, transmisji danych, monitorowania stanu baterii akumulatorów 6In the system for comprehensive maintenance of lead acid batteries, especially VRLA, in the buffer operation state, according to the invention, the DC / DC converter 1 is connected with the measuring module 2, the low-pass filter 3 and the microprocessor control system 5, which is connected with the cells of the battery bank 6, and in particular with the first cell O1 through the DC-DC converter 1, where the first cell O1 is connected to the next cell "and the accumulator bank 6 and to the last cell On of the accumulator bank 6, where each cell is connected to the measuring module 2, and moreover, the microprocessor control system 5 is connected via a low-pass filter 3 to cells O1 ... On of the battery bank 6 and is also connected to the measuring module 2 and to the communication interface 4, preferably to the radio module. The system is applicable to configuration, data transmission and battery status monitoring 6

PL 210 360 B1 i wyrównywania napięć na poszczególnych ogniwach baterii akumulatorów 6 oraz umożliwia odczyt drogą radiową poprzez interfejs komunikacyjny 4, korzystnie przez moduł radiowy, historii parametrów rejestrowanych przez moduł pomiarowy 2. Możliwe jest przeprogramowanie układu sterowania 5 poprzez interfejs komunikacyjny 4, korzystnie przez moduł radiowy, celem uzyskania i utrzymania zamierzonych parametrów pracy baterii akumulatorów 6. Układ umożliwia estymację parametrów baterii akumulatorów 6, w szczególności długości życia baterii. Zmiana nastaw układu do wyrównywania napięć następuje przy użyciu interfejsu komunikacyjnego, korzystnie modułu radiowego. Również odczyt wyznaczonych parametrów następuje poprzez interfejs komunikacyjny 4, korzystnie przez moduł radiowy. Filtr dolnoprzepustowy 3 kompensuje zmiany parametrów ogniw O1...On baterii akumulatorów 6, w szczególności napięcia każdego z ogniw wchodzących w skład baterii akumulatorów 6.And equalizing the voltages on individual cells of the accumulator battery 6, and enables reading by radio via the communication interface 4, preferably via the radio module, the history of parameters recorded by the measurement module 2. It is possible to reprogram the control system 5 via the communication interface 4, preferably via the module radio, in order to obtain and maintain the intended parameters of the battery bank 6. The system enables the estimation of the parameters of the battery bank 6, in particular battery life. The adjustment of the voltage equalization circuitry is changed by means of a communication interface, preferably a radio module. The determined parameters are also read via the communication interface 4, preferably via a radio module. The low-pass filter 3 compensates for changes in the parameters of cells O1 ... On of the battery bank 6, in particular the voltage of each of the cells included in the battery bank 6.

Claims

1. System for comprehensive maintenance of lead acid batteries, especially VRLA, in the buffer operation state, including battery cell (s), low-pass filter, DC-DC converter and microprocessor control system, characterized in that the DC / DC converter (1) is connected to with a measuring module (2), a low-pass filter (3) and a microprocessor control system (5), which is connected with n cells of the battery bank (6), and in particular with the first cell (O1) via a DC-DC converter (1), where the first cell (O1) is connected to the next cell "and the accumulator bank (6) and to the last cell (On) of the accumulator bank (6), each of the cells being connected to the measuring module (2) and, moreover, to a microprocessor control system ( 5) is connected via a low-pass filter (3) with cells (O1. '.. On) of the battery bank (6) and is also connected with the measuring module (2) and with the communication interface (4).

2. The system according to claim The process of claim 1, characterized in that the microprocessor control system (5) is connected via a low-pass filter (3) to cells (O1 ... On) of the battery bank (6), and is also connected to the measuring module (2) and preferably to the radio module .