本發(fā)明涉及蓄電池監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種蓄電池開路保護(hù)方法和裝置、蓄電池組。

背景技術(shù)：

蓄電池作為一種可靠的電源在變電站直流系統(tǒng)、ups供電系統(tǒng)中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。尤其是在變電站直流系統(tǒng)中，蓄電池作為供電系統(tǒng)故障時(shí)的后備電源，是重中之重的設(shè)備。如果在異常運(yùn)行中蓄電池開路，繼電保護(hù)裝置就會(huì)失去操作直流電壓，有關(guān)斷路器就不能迅速地分閘切斷故障點(diǎn)，強(qiáng)大的短路電流會(huì)燒損供電設(shè)備引發(fā)牽引供變電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間大面積停電，從而造成巨大損失。因此，在應(yīng)用蓄電池的現(xiàn)場(chǎng)，若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池開路狀態(tài)并進(jìn)行相關(guān)處理，一旦供電系統(tǒng)故障將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明提供一種蓄電池開路保護(hù)方法和裝置、蓄電池組，能識(shí)別蓄電池單體的開路狀態(tài)，并在蓄電池單體開路時(shí)迅速短接，使其不影響整個(gè)蓄電池組的運(yùn)行。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：

一種蓄電池開路保護(hù)裝置，包括蓄電池開路識(shí)別單元、蓄電池通路單元以及控制管理單元；

所述蓄電池開路識(shí)別單元和所述蓄電池通路單元均與蓄電池組中的蓄電池單體連接，所述控制管理單元分別與所述蓄電池開路識(shí)別單元和所述蓄電池通路單元連接；

所述蓄電池開路識(shí)別單元包括采集所述蓄電池單體端電壓的電壓采集裝置、采集所述蓄電池單體充放電電流的電流采集裝置以及第一處理器；所述第一處理器分別與所述電壓采集裝置、所述電流采集裝置以及所述控制管理單元連接。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種蓄電池開路保護(hù)方法，包括如下步驟：

第一處理器同步驅(qū)動(dòng)電壓采集裝置和電流采集裝置，以同步獲取蓄電池組中蓄電池單體的端電壓變化量和所述蓄電池單體的放電電流；

所述第一處理器依據(jù)所述蓄電池單體的端電壓變化量和所述放電電流計(jì)算所述蓄電池單體的內(nèi)阻；

通過(guò)對(duì)比所述蓄電池單體的內(nèi)阻和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻來(lái)判斷所述蓄電池單體是否開路；

當(dāng)判定所述蓄電池單體開路時(shí)，所述第一處理器發(fā)送開路信號(hào)至所述控制管理單元；

所述控制管理單元根據(jù)所述開路信號(hào)識(shí)別發(fā)生開路的蓄電池單體，并發(fā)送通路信號(hào)至所述發(fā)生開路的蓄電池單體所對(duì)應(yīng)的蓄電池通路單元；

所述蓄電池通路單元在接收所述通路信號(hào)后短接對(duì)應(yīng)的蓄電池單體。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種蓄電池組，包括多個(gè)串聯(lián)的蓄電池單體，以及上述的蓄電池開路保護(hù)裝置。

本發(fā)明通過(guò)電壓采集裝置和電流采集裝置來(lái)同步采集蓄電池單體的端電壓和放電電流，從而精確獲得蓄電池單體的內(nèi)阻，將其與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻進(jìn)行比對(duì)就可以快速識(shí)別出蓄電池單體是否開路。本發(fā)明不僅可以自動(dòng)識(shí)別蓄電池的開路狀態(tài)，還能在蓄電池單體開路時(shí)自動(dòng)快速短接開路的蓄電池單體，使其不影響整個(gè)蓄電池組的運(yùn)行，從而可以降低變電站直流系統(tǒng)、ups供電系統(tǒng)等系統(tǒng)中蓄電池開路風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的事故隱患，將蓄電池開路事故控制在發(fā)生之前。此外，本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置可設(shè)計(jì)為分布式安裝結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)易，具有較高的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中蓄電池開路識(shí)別單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中蓄電池通路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中控制管理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)方法在一個(gè)實(shí)施例中的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合較佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)描述。顯然，下文所描述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在下文中采用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語(yǔ)，這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，“第一”信息也可以被稱為“第二”信息，類似的，“第二”信息也可以被稱為“第一”信息。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。

圖1是本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該裝置包括蓄電池開路識(shí)別單元1、蓄電池通路單元2以及控制管理單元3。

其中，蓄電池開路識(shí)別單元1和蓄電池通路單元2均與蓄電池組中的蓄電池單體700連接，控制管理單元3分別與蓄電池開路識(shí)別單元1和蓄電池通路單元2連接。參照?qǐng)D2所示，蓄電池開路識(shí)別單元1包括采集蓄電池單體700端電壓的電壓采集裝置101a、采集蓄電池單體700充放電電流的電流采集裝置101b以及第一處理器101c；第一處理器101c分別與電壓采集裝置101a、電流采集裝置101b以及控制管理單元3連接。

在本實(shí)施例中，蓄電池開路識(shí)別單元1用于識(shí)別相應(yīng)的蓄電池單體700的開路狀態(tài)，具體的，當(dāng)需要判斷蓄電池單體是否開路時(shí)，第一處理器101c同步驅(qū)動(dòng)電壓采集裝置101a和電流采集裝置101b，同步獲得蓄電池單體700的端電壓和充放電電流，而第一處理器101c能根據(jù)端電壓的變化和放電電流來(lái)計(jì)算出蓄電池單體的內(nèi)阻，由于端電壓和放電電流是同步采集的，因此計(jì)算獲得的內(nèi)阻較為精確。第一處理器101c進(jìn)一步將蓄電池單體的內(nèi)阻與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻進(jìn)行對(duì)比，以此判斷蓄電池單體700是否開路。

當(dāng)?shù)谝惶幚砥?01c判定相應(yīng)的蓄電池單體700開路時(shí)，第一處理器101c發(fā)送開路信號(hào)至控制管理單元3?？刂乒芾韱卧?在接收到第一處理器101c發(fā)送的開路信號(hào)后，根據(jù)開路信號(hào)識(shí)別發(fā)生開路的蓄電池單體700，并發(fā)送通路信號(hào)至發(fā)生開路的蓄電池單體700所對(duì)應(yīng)的蓄電池通路單元2，蓄電池通路單元2在接收通路信號(hào)后短接對(duì)應(yīng)的蓄電池單體700，從而保證了整個(gè)蓄電池組正常運(yùn)行，使得蓄電池組仍能可靠向外供電，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，控制事故影響范圍。

可選的，本實(shí)施例中的電壓采集裝置101a還可以實(shí)時(shí)或周期性采集蓄電池單體700的端電壓，而電流采集裝置101b則可以實(shí)時(shí)或周期性地采集蓄電池組的浮充電流，第一處理器101c則依據(jù)端電壓和浮充電流來(lái)計(jì)算蓄電池單體700的內(nèi)阻，并綜合端電壓、浮充電流以及內(nèi)阻來(lái)判斷蓄電池是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，則第一處理器101c通過(guò)上述的方法來(lái)精確檢測(cè)蓄電池單體700的內(nèi)阻，即同步驅(qū)動(dòng)電壓采集裝置101a和電流采集裝置101b，同步獲得蓄電池單體700的端電壓和放電電流，并計(jì)算出內(nèi)阻，以此實(shí)現(xiàn)蓄電池單體700開路狀態(tài)的精確識(shí)別。

此外，第一處理器101c還可以將相應(yīng)的蓄電池單體700的開路狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如蓄電池單體700的端電壓、充放電電流、內(nèi)阻等等)上傳至控制管理單元3，由控制管理單元3存儲(chǔ)并管理各個(gè)蓄電池單體700的開路狀態(tài)數(shù)據(jù)。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中結(jié)合四線法和直流瞬間放電法，以及高精度的時(shí)間控制邏輯來(lái)采集蓄電池單體的數(shù)據(jù)。具體的，如圖2所示，電壓采集裝置101a的第一端通過(guò)第一電壓線u+與蓄電池單體700的正極連接，電壓采集裝置101a的第二端通過(guò)第二電壓線u-與蓄電池單體700的負(fù)極連接。電流采集裝置101b的第一端通過(guò)第一電流線i+與蓄電池單體700的正極連接，電流采集裝置101b的第二端通過(guò)第二電流線i-與蓄電池單體700的負(fù)極連接。通過(guò)四線法(四線分別為u+、u-、i+以及i-)和直流瞬間放電法相結(jié)合，以及第一處理器101c所運(yùn)行的時(shí)間控制邏輯，可以在蓄電池放電時(shí)瞬間通過(guò)電壓采集裝置101a和電流采集裝置101b同步采集蓄電池單體700的端電壓和放電電流，從而提高內(nèi)阻的計(jì)算精度。

在一種可選的實(shí)施方式中，參照?qǐng)D3所示，蓄電池通路單元2包括第二處理器201a、開關(guān)單元201b以及續(xù)流二極管201c。其中，第二處理器201a分別與控制管理單元3和開關(guān)單元201b連接，續(xù)流二極管201c的正極與蓄電池單體700的負(fù)極連接，續(xù)流二極管201c的負(fù)極與蓄電池單體700的正極連接，開關(guān)單元201b串接在續(xù)流二極管201c和蓄電池單體700的回路中。

第二處理器201a接收到控制管理單元3發(fā)送的通路信號(hào)后，閉合開關(guān)單元201b短接相應(yīng)的蓄電池單體700，從而保證整個(gè)蓄電池組正常運(yùn)行，而續(xù)流二極管201c起到了在開關(guān)單元201b閉合短接過(guò)程中的續(xù)流功能，以實(shí)現(xiàn)蓄電池出現(xiàn)開路時(shí)無(wú)任何間隔時(shí)間。

開關(guān)單元201b可選用各類開關(guān)器件，例如mos管。較佳地，本實(shí)施例中的開關(guān)單元201b可選用繼電器，繼電器無(wú)需設(shè)計(jì)復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，使用簡(jiǎn)單。為了提高通路效率，繼電器可優(yōu)選使用高速大容量繼電器。

在一種可選的實(shí)施方式中，參照?qǐng)D4所示，控制管理單元3包括開路報(bào)警裝置301a、存儲(chǔ)器301b以及第三處理器301c。第三處理器301c分別與第一處理器101c、第二處理器201a、開路報(bào)警裝置301a以及存儲(chǔ)器301b連接。

第三處理器301c在接收第一處理器101c發(fā)送的開路信號(hào)后，識(shí)別出發(fā)生開路的蓄電池單體，并可以驅(qū)動(dòng)開路報(bào)警裝置301a進(jìn)行報(bào)警，提醒運(yùn)維人員蓄電池單體出現(xiàn)開路。同時(shí)，第三處理器301c向發(fā)生開路的蓄電池單體所對(duì)應(yīng)的第二處理器201a發(fā)送通路信號(hào)，以使第二處理器201a驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元201b短接發(fā)生開路的蓄電池單體，使其不影響整個(gè)蓄電池組的運(yùn)行。

此外，第一處理器101c還可以發(fā)送蓄電池單體的開路狀態(tài)數(shù)據(jù)至第三處理器301c，第三處理器301c可將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器301b中備用或管理。

可選的，第三處理器301c通過(guò)總線分別與第一處理器101c、第二處理器201a連接。利用總線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以達(dá)到分布式數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集中管理控制的目的。

可選的，開路報(bào)警裝置可采用任意一種形式的報(bào)警裝置，本實(shí)施例中的開路報(bào)警裝置包括聲音報(bào)警裝置、發(fā)光報(bào)警裝置、通信軟報(bào)警裝置中的一種或多種。其中，聲音報(bào)警裝置可發(fā)生提示音進(jìn)行報(bào)警，發(fā)光報(bào)警裝置可通過(guò)點(diǎn)亮警示燈進(jìn)行告警，而通信軟報(bào)警裝置則可以生成報(bào)警信號(hào)，且將該報(bào)警信號(hào)發(fā)送至各類終端設(shè)備。

本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池開路的自動(dòng)識(shí)別與自動(dòng)快速通路控制，從而可以降低變電站直流系統(tǒng)、ups供電系統(tǒng)等系統(tǒng)中蓄電池開路風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的事故隱患，將蓄電池開路事故控制在發(fā)生之前，起到預(yù)警、預(yù)防、預(yù)控功能。并且本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置可設(shè)計(jì)為分布安裝結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)易，具有較高的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。

基于上述本發(fā)明的蓄電池開路保護(hù)裝置，本發(fā)明還提供一種蓄電池開路保護(hù)方法，參照?qǐng)D5所示，該方法包括如下步驟：

步驟s501，第一處理器同步驅(qū)動(dòng)電壓采集裝置和電流采集裝置，以同步獲取蓄電池組中蓄電池單體的端電壓和蓄電池單體的放電電流；

步驟s502，第一處理器依據(jù)蓄電池單體的端電壓的變化量和放電電流計(jì)算蓄電池單體的內(nèi)阻；

步驟s503，通過(guò)對(duì)比蓄電池單體的內(nèi)阻和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻來(lái)判斷蓄電池單體是否開路；

步驟s504，當(dāng)判定蓄電池單體開路時(shí)，第一處理器發(fā)送開路信號(hào)至控制管理單元；

步驟s505，控制管理單元根據(jù)開路信號(hào)識(shí)別發(fā)生開路的蓄電池單體，并發(fā)送通路信號(hào)至發(fā)生開路的蓄電池單體所對(duì)應(yīng)的蓄電池通路單元；

步驟s506，蓄電池通路單元在接收通路信號(hào)后短接對(duì)應(yīng)的蓄電池單體。

通過(guò)上述蓄電池開路保護(hù)方法，可以準(zhǔn)確識(shí)別蓄電池單體是否開路，并在蓄電池單體開路時(shí)迅速將其短接，使其不影響整個(gè)蓄電池組的運(yùn)行，使得蓄電池組仍能可靠向外供電，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，控制事故影響范圍。至于上述各步驟的具體過(guò)程，可參照上述述蓄電池開路保護(hù)裝置中的描述，此處不再進(jìn)行贅述。

此外，本發(fā)明還提供一種蓄電池組，該蓄電池組包括多個(gè)串聯(lián)的蓄電池單體，還包括上述的蓄電池開路保護(hù)裝置。通過(guò)蓄電池開路保護(hù)裝置可以準(zhǔn)確識(shí)別各個(gè)蓄電池單體是否開路，并能在蓄電池單體開路時(shí)快速使其短接，不影響整個(gè)蓄電池組的運(yùn)行。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。