蓄電池全生命周期管理的直流電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄電池全生命周期管理的直流電源，涉及蓄電池檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。該電源至少有一個(gè)蓄電池以及與蓄電池連接的高頻模塊；所述的高頻模塊包括的EMI電路，與EMI電路連接的功率因素校正電路，分別與功率因素校正電路連接的控制器、第一DC/DC變換器和第二DC/DC變換器，所述的第一DC/DC變換器輸出直流12V連接蓄電池，所述的第二DC/DC變換器輸出直流110V或220V通過斷路器QF1連接輸出導(dǎo)線給外部設(shè)備供電；在輸出到線上通過開關(guān)K2并聯(lián)一放電電阻R1；每個(gè)高頻模塊中的EMI電路均通過一開關(guān)K1與外部交流電連接，多個(gè)高頻模塊之間通過通信均流線連接。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)蓄電池全生命周期的管理，提高蓄電池的使用壽命。
【專利說(shuō)明】蓄電池全生命周期管理的直流電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種蓄電池全生命周期管理的直流電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的電力直流系統(tǒng)中，蓄電池由9只至108只不等的數(shù)量逐個(gè)串聯(lián)使用，并入直流母線中。傳統(tǒng)直流電源中對(duì)蓄電池的管理十分有限，僅由電池巡檢儀、電流傳感器等元件采集蓄電池的充放電電流、單體端電壓、蓄電池組端電壓、溫度等參數(shù)。通過控制系統(tǒng)中的充電模塊的輸出電壓、電流來(lái)對(duì)蓄電池的進(jìn)行管理。再定期的安排維護(hù)人員對(duì)直流電源中的蓄電池進(jìn)行“蓄電池核容”、“蓄電池定期活化”以及電池極柱除銹等簡(jiǎn)單粗放的管理維護(hù)工作。
[0003]傳統(tǒng)電力直流電源中因蓄電池為串聯(lián)使用，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量的采集及管理也都是十分粗放的，無(wú)法做到針對(duì)每一只蓄電池做到精準(zhǔn)、系統(tǒng)地全生命周期的管理。在蓄電池串聯(lián)使用過程中，如一只蓄電池?fù)p壞將使整組蓄電池性能下降，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)控制充電機(jī)增加蓄電池的浮充電壓、電流。此過程也將加速蓄電池的損壞，使得整組蓄電池必須更換。這種過于粗放的蓄電池管理方式，一直無(wú)法得到更好的解決。定期人工的蓄電池核容、蓄電池活化工作，需要增加設(shè)備采購(gòu)、維護(hù)成本。且蓄電池的核容、活化工作量大，占用時(shí)間多的原因，這個(gè)問題一直讓用戶大為疼痛，但是卻一直無(wú)法解決。
[0004]如何設(shè)計(jì)一種新型的直流電源，將蓄電池的管理精細(xì)到每一只，從而大大提高蓄電池的使用及管理效率，深度挖掘蓄電池的使用潛能，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決目前在電力直流電源系統(tǒng)中應(yīng)用因蓄電池串聯(lián)使用過程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面、精細(xì)、全生命周期的管理，使電池的實(shí)際使用壽命大大短于試驗(yàn)壽命，本發(fā)明提供一種蓄電池全生命周期管理的直流電源，實(shí)現(xiàn)蓄電池全生命周期的管理，從而提高蓄電池的使用壽命。
[0006]本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種蓄電池全生命周期管理的直流電源，包括作為儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)蓄電池以及與蓄電池連接用于全生命周期管理的高頻模塊，每個(gè)蓄電池對(duì)應(yīng)一個(gè)高頻模塊；所述的高頻模塊包括EMI電路，與EMI電路連接的功率因素校正電路，分別與功率因素校正電路連接的控制器、第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所述的第一 DC/DC變換器輸出直流12V連接蓄電池，所述的第二 DC/DC變換器輸出直流IlOV或220V通過斷路器QFl連接輸出導(dǎo)線給外部設(shè)備供電；在輸出到線上通過開關(guān)K2并聯(lián)一放電電阻Rl ;每個(gè)高頻模塊中的EMI電路均通過一開關(guān)Kl與外部交流電連接，多個(gè)高頻模塊之間通過通信均流線連接。單個(gè)高頻模塊可單獨(dú)工作也可通過連接通信均流線與其他高頻電源并聯(lián)使用，輸出直流IIOV或220V穩(wěn)定電流。
[0007]其進(jìn)一步是:所述放電電阻Rl的參數(shù)為20 Ω 2000W。[0008]蓄電池與其對(duì)應(yīng)的高頻模塊之間設(shè)有熔斷器Fl。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:利用高頻開關(guān)技術(shù)結(jié)合低壓直流低壓升高壓技術(shù)構(gòu)成可實(shí)現(xiàn)蓄電池全生命周期管理的電源系統(tǒng)，具有操作簡(jiǎn)單、供電穩(wěn)定可靠、蓄電池使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以提高直流電源的供電可靠性并可以在運(yùn)行中不斷的積累蓄電池的使用數(shù)據(jù)，為更換的使用蓄電池積累數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)通過對(duì)蓄電池全生命周期的管理，實(shí)現(xiàn)蓄電池與高頻電源一對(duì)一的精細(xì)化管理，從而提高蓄電池的使用壽命及使用效率，提高了電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，為減少鉛酸蓄電池的使用，在電力系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用具有極大的實(shí)用、推廣價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明原理示意圖；
圖2是高頻模塊原理框圖；
圖3是本發(fā)明蓄中高頻模塊對(duì)蓄電池電流、電壓管理曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]如圖1和圖2所示，一種蓄電池全生命周期管理的直流電源有一作為儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)蓄電池11以及與蓄電池11連接用于全生命周期管理的高頻模塊31，每個(gè)蓄電池對(duì)應(yīng)一個(gè)高頻模塊31 ;所述的高頻模塊31包括EMI電路，與EMI電路連接的功率因素校正電路，分別與功率因素校正電路連接的控制器、第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所述的第一 DC/DC變換器輸出直流12V連接蓄電池，所述的第二 DC/DC變換器輸出直流IlOV或220V通過斷路器QFl連接輸出導(dǎo)線給外部設(shè)備供電；在輸出到線上通過開關(guān)K2并聯(lián)一放電電阻R1，放電電阻Rl為高頻電源提供負(fù)載。每個(gè)高頻模塊31中的HMI電路均通過一開關(guān)Kl與外部交流電連接，多個(gè)高頻模塊31之間通過通信均流線50連接。所有高頻模塊31構(gòu)成高頻模塊組,每個(gè)高頻模塊組中各高頻模塊31對(duì)于其對(duì)應(yīng)的蓄電池11核容,對(duì)其他各高頻電源31無(wú)影響。高頻模塊31對(duì)于其對(duì)應(yīng)的蓄電池11核容原理為:高頻模塊31停止交流輸入，蓄電池帶負(fù)荷輸出。
[0013]高頻模塊31具有自動(dòng)核容功能，可以根據(jù)蓄電池在放電、充電過程中采集的電流、電壓值，對(duì)此參數(shù)進(jìn)行積分計(jì)算得出蓄電池的實(shí)際容量。通過定期對(duì)單只蓄電池容量進(jìn)行核對(duì)，積累蓄電池在使用過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，在蓄電池核容容量低于蓄電池標(biāo)稱容量的80%，結(jié)束蓄電池的使用同時(shí)也可發(fā)出警報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)蓄電池從投運(yùn)至退出運(yùn)行的全生命周期管理。通過對(duì)蓄電池的全生命周期管理、精細(xì)化管理，可大大的延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的使用，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有積極的作用。
[0014]如圖3所示，高頻電源31對(duì)蓄電池11在系統(tǒng)使用過程中包含如下控制過程:
1、在交流供電正常情況下，進(jìn)入蓄電池浮充階段，高頻模塊31為蓄電池11提供浮充電壓、電流，以保證蓄電池11處于飽滿狀態(tài)，即時(shí)間軸to至tl時(shí)間段過程。
2、在交流供電異常情況，蓄電池11放電通過高頻模塊31為負(fù)載供電；當(dāng)放電至蓄電池11終止電壓，高頻模塊31停止工作，防止蓄電池11過放，事故放電至放電結(jié)束，即時(shí)間軸為tl至t2時(shí)間段過程。
[0015]3、當(dāng)交流供電恢復(fù)正常，進(jìn)入蓄電池均充電階段，高頻模塊31對(duì)蓄電池11提供均充電壓、電流，即時(shí)間軸中的t2至t3時(shí)間段過程。
[0016]4、系統(tǒng)正常情況下通過浮充階段后，即時(shí)間軸中的t3至t4時(shí)間段后，高頻模塊31對(duì)蓄電池11進(jìn)行定時(shí)充電，激活蓄電池11化學(xué)性能，使蓄電池11恢復(fù)最佳狀態(tài)，即時(shí)間軸中的t4至t5時(shí)間段過程。
[0017]5、交流供電正常，手動(dòng)控制或自動(dòng)使高頻模塊31由蓄電池11進(jìn)行放電為電阻Rl供電，即時(shí)間軸中的t6至t7時(shí)間段過程，高頻模塊31采集分Λ t對(duì)蓄電池11的放電電流、電壓數(shù)據(jù)采集。通過微積分公式:
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電池全生命周期管理的直流電源，包括作為儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)蓄電池(11)以及與蓄電池(11)連接用于全生命周期管理的高頻模塊(31)，每個(gè)蓄電池對(duì)應(yīng)一個(gè)高頻模塊(31);所述的高頻模塊(31)包括EMI電路，與EMI電路連接的功率因素校正電路，分別與功率因素校正電路連接的控制器、第一 DC/DC變換器和第二 DC/DC變換器，所述的第一 DC/DC變換器輸出直流12V連接蓄電池，所述的第二 DC/DC變換器輸出直流110V*220V通過斷路器QFl連接輸出導(dǎo)線給外部設(shè)備供電；在輸出到線上通過開關(guān)K2并聯(lián)一放電電阻Rl ;每個(gè)高頻模塊(31)中的EMI電路均通過一開關(guān)Kl與外部交流電連接，多個(gè)高頻模塊(31)之間通過通信均流線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池全生命周期管理的直流電源，其特征在于:所述放電電阻Rl的參數(shù)為20 Ω 2000W。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池全生命周期管理的直流電源，其特征在于:蓄電池(11)與其對(duì)應(yīng)的高頻模塊(31)之間設(shè)有熔斷器Fl。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103607024SQ201310641652
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】曹亞非, 姜華, 胡凱, 周賢培, 謝永剛, 楊思安, 陳波波 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司徐州供電公司, 江蘇省電力公司, 深圳市泰昂能源科技股份有限公司