本實(shí)用新型屬于蓄電池的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄電池共用管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，通信基站的建設(shè)越來(lái)越廣泛，蓄電池作為通信基站供電系統(tǒng)的重要組成部分，在通信基站電源系統(tǒng)建設(shè)中具有舉足輕重的地位，蓄電池作為動(dòng)力源，在通信電源領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。目前大部分的使用狀況是每個(gè)獨(dú)立的通信電源系統(tǒng)一般都配置了至少兩組蓄電池，以提高蓄電池供電的安全性、防止因一組蓄電池?fù)p壞(如：開(kāi)路)而造成通信中斷的事故發(fā)生。

在通信電源系統(tǒng)中蓄電池的成本是相當(dāng)高的，幾乎占到整個(gè)通信電源系統(tǒng)的一半。但是蓄電池的使用壽命卻遠(yuǎn)低于開(kāi)關(guān)電源、配電柜的使用壽命，特別是用于通信基站的二類(lèi)電池的平均壽命只有4年左右。研究表明，引起蓄電池壽命縮短的原因除了環(huán)境溫度、充電電流的大小及時(shí)長(zhǎng)等因素外，蓄電池的并聯(lián)使用也是一個(gè)重要原因。因?yàn)樾铍姵亟M是由多個(gè)單體蓄電池串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)單體內(nèi)部都存在細(xì)微差異，從而導(dǎo)致各組蓄電池的內(nèi)阻、電壓存在一定差異。只要有一組蓄電池中出現(xiàn)了一只或幾只落后電池，另外一組蓄電池就會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)其進(jìn)行不限流地充電，很容易導(dǎo)致整組電池相繼損壞。

所以在多組蓄電池并聯(lián)時(shí)，為了盡量減少電池單體之間的差異帶來(lái)的不均勻性，我們?cè)谂渲眯铍姵亟M時(shí)要求：蓄電池的容量一致、新舊程度一致、生產(chǎn)廠家及型號(hào)、生產(chǎn)時(shí)間及批號(hào)盡量一致。這樣苛求是為了防止因蓄電池的個(gè)體差異給整個(gè)蓄電池組帶來(lái)不良影響，如果個(gè)體差異過(guò)大，蓄電池組之間就不平衡，充放電時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)造成蓄電池的損壞。這就給我們提出了一個(gè)問(wèn)題：如何實(shí)現(xiàn)并聯(lián)蓄電池組充放電時(shí)的電氣隔離？

在現(xiàn)實(shí)使用中，通信基站配備的并聯(lián)蓄電池組之間的隔離通常只是通過(guò)熔斷器(或開(kāi)關(guān)) 進(jìn)行機(jī)械隔離，一旦將熔絲(或開(kāi)關(guān))閉合，各組蓄電池之間在電路上是完全互通的并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)蓄電池組之間的電氣隔離；這樣各組蓄電池之間為直通關(guān)系，電流可以互灌。因此在線狀態(tài)下蓄電池組之間沒(méi)有任何電氣隔離。如果蓄電池組中的某一只單體電池出現(xiàn)了問(wèn)題，那也只能等到被發(fā)現(xiàn)后通過(guò)人工切斷連接再來(lái)處理，但很可能已經(jīng)對(duì)全組電池造成了危害，為時(shí)已晚。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，克服現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池并聯(lián)時(shí)無(wú)實(shí)際電氣隔離，且沒(méi)有對(duì)蓄電池進(jìn)行監(jiān)控管理的系統(tǒng)的問(wèn)題，提供了一種蓄電池共用管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同容量、不同類(lèi)型、不同新舊程度的多組蓄電池的有效并聯(lián)使用，且不影響各組蓄電池原有的性能和效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種蓄電池共用管理系統(tǒng)，包括外殼，所述外殼內(nèi)部設(shè)置充電模塊、控制模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元、交流配電單元；整個(gè)系統(tǒng)分別與市電輸入、至少兩組的并聯(lián)蓄電池以及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)連接；

市電輸入依次與所述交流配電單元、所述充電模塊連接，市電輸入經(jīng)過(guò)所述交流配電單元為所述充電模塊供電；所述充電模塊與所述直流配電單元連接，通過(guò)所述直流配電單元依次輪流為所述蓄電池充電，所述直流配電單元同時(shí)與負(fù)載連接，并聯(lián)的所述蓄電池分別通過(guò)依次連接的開(kāi)關(guān)電路、所述直流配電單元與所述充電模塊與負(fù)載電路連接；

所述充電模塊與所述監(jiān)控模塊連接，所述監(jiān)控模塊分別與所述直流配電單元、充電模塊、控制模塊以及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)連接；所述直流配電單元與所述控制模塊連接。

進(jìn)一步的，所述交流配電單元采用交流接線端子，市電輸入通過(guò)所述交流接線端子輸入給所述充電模塊供電。

進(jìn)一步的，所述充電模塊包括EMI抑制電路、浪涌抑制電路，輸入整流電路，PFC電路，全橋變換電路，輸出整流濾波電路，市電輸入的220V交流電依次通過(guò)所述EMI抑制電路、浪涌抑制電路，輸入整流電路，PFC電路，全橋變換電路和輸出整流濾波電路轉(zhuǎn)換為適合電壓的直流電后連接至所述直流配電單元。

進(jìn)一步的，所述充電模塊中包括輸入信號(hào)采集電路、PFC控制電路、全橋變換控制電路、第一控制模塊和第一通訊模塊，所述輸入信號(hào)采集電路的輸入端設(shè)置于所述浪涌抑制電路與所述輸入整流電路之間，進(jìn)行輸入信號(hào)的采集，所述輸入信號(hào)采集電路的輸出端與所述第一控制模塊連接；所述PFC電路通過(guò)所述PFC控制電路連接至所述第一控制模塊，所述全橋變換電路與輸出整流濾波電路分別通過(guò)所述全橋變換控制電路與所述第一控制模塊連接，所述第一控制模塊與所述第一通訊模塊連接，所述充電模塊通過(guò)所述第一通訊模塊與所述監(jiān)控模塊進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)電路采用MOSFET實(shí)現(xiàn)所述蓄電池通過(guò)所述直流配電單元與其連接的所述負(fù)載電路與所述充電模塊的切換。

進(jìn)一步的，所述控制模塊包括第二控制模塊、模塊地址位檢測(cè)電路、干接點(diǎn)告警信號(hào)輸出電路、狀態(tài)指示燈、第二通訊模塊、第一輔助電源模塊、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、蓄電池充放電電流檢測(cè)電路、蓄電池電壓檢測(cè)電路、蓄電池短路與過(guò)放電保護(hù)電路以及無(wú)環(huán)流控制電路，所述第二控制模塊分別與所述模塊地址位檢測(cè)電路、干接點(diǎn)告警信號(hào)輸出電路、狀態(tài)指示燈、第二通訊模塊、第一輔助電源模塊、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、蓄電池充放電電流檢測(cè)電路，、蓄電池電壓檢測(cè)電路、蓄電池短路與過(guò)放電保護(hù)電路以及無(wú)環(huán)流控制電路連接，所述控制模塊通過(guò)所述第二通訊模塊與所述監(jiān)控模塊連接。

進(jìn)一步的，所述監(jiān)控模塊包括第三控制模塊、外圍電路、第三通訊模塊、第四通訊模塊、第五通訊模塊、第二輔助電源模塊、時(shí)鐘電路、按鍵模塊與顯示模塊，所述第三控制模塊分別與所述外圍電路、第三通訊模塊、第四通訊模塊、第五通訊模塊、第二輔助電源模塊、時(shí)鐘電路、按鍵模塊以及顯示模塊連接；

所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第三通訊模塊與所述第一通訊模塊通信，所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第三通訊模塊與所述第一通訊模塊通信獲取所述充電模塊輸出的電壓與電流、充電模塊開(kāi)關(guān)機(jī)信號(hào)以及故障保護(hù)信號(hào)，所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第二通訊模塊與所述第一通訊模塊通信控制所述充電模塊進(jìn)行限流實(shí)現(xiàn)恒流均充、恒壓均充和浮充，實(shí)現(xiàn)不同電池的充電要求；

所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第四通訊模塊與所述第二通訊模塊通信，所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第四通訊模塊與所述第二通訊模塊通信獲取所述蓄電池的電壓、充放電電流、溫度等信息，并且經(jīng)過(guò)所述第三控制模塊的邏輯分析向所述控制模塊發(fā)送指令，控制所述控制模塊通過(guò)所述直流配電模塊與開(kāi)關(guān)電路控制所述蓄電池，確保并聯(lián)蓄電池之間不產(chǎn)生環(huán)流及性能影響；

所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第五通訊模塊與所述環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控主機(jī)通信，將告警信號(hào)上傳至所述環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控主機(jī)。

進(jìn)一步的，所述外圍電路包括晶振電路、復(fù)位電路、濾波電路、JTAG電路，所述第一控制模塊分別與所述晶振電路、復(fù)位電路、濾波電路、JTAG電路連接。

進(jìn)一步的，所述顯示模塊包括LCD顯示屏與聲光報(bào)警模塊，所述LCD顯示屏接收所述第一控制模塊傳輸至的信息并進(jìn)行顯示，所述聲光報(bào)警模塊接收所述第一控制模塊傳輸至的報(bào)警信息進(jìn)行聲光報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述直流配電單元采用直流接線端子，配備有多路蓄電池輸入回路、一路監(jiān)控模塊電源輸入回路、一路直流負(fù)載輸出回路。

本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極有益的效果為：

1、本實(shí)用新型通過(guò)MOSFET開(kāi)關(guān)電路、充電模塊、控制模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元、交流配電單元實(shí)現(xiàn)蓄電池的并聯(lián)放電以及輪流充電功能，有效實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)蓄電池組充放電時(shí)的電氣隔離；

2、本實(shí)用新型適用于無(wú)電弱電地區(qū)的基站、需要電力“削峰填谷”應(yīng)用場(chǎng)景的基站、風(fēng)光互補(bǔ)場(chǎng)景的基站、以及需要考慮電池?cái)U(kuò)容場(chǎng)景的基站，可實(shí)現(xiàn)電池模塊化配置，提高基站蓄電池的使用效率，減少電池冗余，降低使用成本，節(jié)省投資。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的充電模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-市電輸入，2-交流配電單元，3-充電模塊，4-控制模塊，5-監(jiān)控模塊，6-直流配電單元，7-蓄電池，8-動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)，9-EMI抑制電路，10-浪涌抑制電路，11-輸入整流電路，12-PFC電路，13-全橋變換電路，14-輸出整流濾波電路，15-輸入信號(hào)采集電路，16-PFC 控制電路，17-全橋變換控制電路，18-第一控制模塊，19-第一通訊模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種蓄電池共用管理系統(tǒng)，包括外殼，如圖1所示，所述外殼內(nèi)部設(shè)置充電模塊3、控制模塊4、監(jiān)控模塊5、直流配電單元6、交流配電單元2；整個(gè)系統(tǒng)分別與市電輸入1、至少兩組的并聯(lián)蓄電池7以及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)8連接；

市電輸入1依次與所述交流配電單元2、所述充電模塊3連接，市電輸入1經(jīng)過(guò)所述交流配電單元2為所述充電模塊3供電；所述充電模塊3與所述直流配電單元6連接，通過(guò)所述直流配電單元6依次輪流為所述蓄電池7充電，所述直流配電單元6同時(shí)與負(fù)載連接，并聯(lián)的所述蓄電池6分別通過(guò)依次連接的開(kāi)關(guān)電路、所述直流配電單元6與所述充電模塊3與負(fù)載電路連接；

所述充電模塊3與所述監(jiān)控模塊5連接，所述監(jiān)控模塊5分別與所述直流配電單元6、充電模塊3、控制模塊以及動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)8連接；所述直流配電單元6與所述控制模塊4連接。

所述交流配電單元2采用交流接線端子，市電輸入通過(guò)所述交流接線端子輸入給所述充電模塊供電。

如圖2所示，所述充電模塊包括EMI抑制電路9、浪涌抑制電路10，輸入整流電路11， PFC電路12，全橋變換電路13，輸出整流濾波電路14，市電輸入的220V交流電依次通過(guò)所述EMI抑制電路9、浪涌抑制電路10，輸入整流電路11，PFC電路12，全橋變換電路13和輸出整流濾波電路14轉(zhuǎn)換為適合電壓的直流電后連接至所述直流配電單元6。

所述充電模塊中包括輸入信號(hào)采集電路15、PFC控制電路16、全橋變換控制電路17、第一控制模塊18和第一通訊模塊19，所述輸入信號(hào)采集電路15的輸入端設(shè)置于所述浪涌抑制電路10與所述輸入整流電路11之間，進(jìn)行輸入信號(hào)的采集，所述輸入信號(hào)采集電路15的輸出端與所述第一控制模塊18連接；所述PFC電路12通過(guò)所述PFC控制電路16連接至所述第一控制模塊18，所述全橋變換電路13與輸出整流濾波電路14分別通過(guò)所述全橋變換控制電路17與所述第一控制模塊18連接，所述第一控制模塊18與所述第一通訊模塊19連接，所述充電模塊3通過(guò)所述第一通訊模塊19與所述監(jiān)控模塊5進(jìn)行通信。

輸入信號(hào)分別經(jīng)EMI抑制電路、浪涌抑制電路和輸入信號(hào)采集電路連接至PFC電路的控制芯片，PFC電路經(jīng)PFC控制電路連接至PFC電路的控制芯片，全橋變換電路和輸出整流濾波電路分別經(jīng)全橋變換控制電路連接至全橋變換電路的控制芯片。充電模塊3為交流220V 變直流-48V50A的模塊式高頻開(kāi)關(guān)電源。當(dāng)有市電時(shí)，充電模塊3對(duì)多路蓄電池7進(jìn)行輪流充電，要充電的一組蓄電池7通過(guò)MOSFET實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)負(fù)載電路，接通到充電電路，其余蓄電池7仍然接入負(fù)載電路，時(shí)刻響應(yīng)市電斷電后正常帶載。蓄電池放電時(shí)是并聯(lián)放電，充電時(shí)是把其中一個(gè)蓄電池與負(fù)載斷開(kāi)，接入充電模塊進(jìn)行充電，充完一個(gè)再充下一個(gè)，一次只能充一個(gè)。

所述開(kāi)關(guān)電路采用MOSFET實(shí)現(xiàn)所述蓄電池7通過(guò)所述直流配電單元6與其連接的所述負(fù)載電路與所述充電模塊3的切換。

所述控制模塊4包括第二控制模塊、模塊地址位檢測(cè)電路、干接點(diǎn)告警信號(hào)輸出電路、狀態(tài)指示燈、第二通訊模塊、第一輔助電源模塊、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、蓄電池充放電電流檢測(cè)電路、蓄電池電壓檢測(cè)電路、蓄電池短路與過(guò)放電保護(hù)電路以及無(wú)環(huán)流控制電路，所述第二控制模塊分別與所述模塊地址位檢測(cè)電路、干接點(diǎn)告警信號(hào)輸出電路、狀態(tài)指示燈、第二通訊模塊、第一輔助電源模塊、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、蓄電池充放電電流檢測(cè)電路，、蓄電池電壓檢測(cè)電路、蓄電池短路與過(guò)放電保護(hù)電路以及無(wú)環(huán)流控制電路連接，所述控制模塊4通過(guò)所述第二通訊模塊與所述監(jiān)控模塊連接。

模塊地址位檢測(cè)電路作用是檢測(cè)此模塊的地址，有了所述模塊地址位檢測(cè)電路，所述監(jiān)測(cè)模塊請(qǐng)求信息時(shí)控制模塊才會(huì)回復(fù)信息；監(jiān)控模塊與控制模塊進(jìn)行通信時(shí)，監(jiān)控需要發(fā)送控制模塊的地址，才能匹配到控制模塊，該控制模塊發(fā)現(xiàn)監(jiān)控模塊發(fā)送的地址是自己的地址才會(huì)回復(fù)監(jiān)控模塊信息。

所述第二控制模塊采用超低功耗單片機(jī)電路，當(dāng)不同電壓的蓄電池7并聯(lián)在一起時(shí)，通過(guò)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路控制MOSFET實(shí)現(xiàn)蓄電池并聯(lián)帶負(fù)載時(shí)，蓄電池7只能放電單向?qū)ǎ鰺o(wú)環(huán)流控制電路實(shí)現(xiàn)蓄電池7無(wú)環(huán)流。通過(guò)所述溫度檢測(cè)電路、蓄電池充放電電流檢測(cè)電路、蓄電池電壓檢測(cè)電路采集電池當(dāng)前狀態(tài)充放電電流、電壓、溫度等狀態(tài)量，并且傳輸之所述第二控制模塊，所述第二控制模塊經(jīng)過(guò)邏輯分析以上狀態(tài)信息，最終發(fā)出相應(yīng)的指令通過(guò)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)MOSFET，讓蓄電池共用管理系統(tǒng)的中蓄電池當(dāng)需要充電的時(shí)候，所述蓄電池都只能夠充電不能放電，當(dāng)電池需要放電的時(shí)候，所屬蓄電池只能夠放電不能充電。這樣就能實(shí)現(xiàn)電池之間沒(méi)有環(huán)流。

所述蓄電池短路與過(guò)放電保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)蓄電池7短路保護(hù)與過(guò)放電保護(hù)。單片機(jī)電路經(jīng)過(guò)綜合分析蓄電池7溫度與MOSFET溫度，并通過(guò)控制MOSFET實(shí)現(xiàn)蓄電池7與功率元件的過(guò)溫保護(hù)。

干接點(diǎn)告警信號(hào)只有高、低電平2種信號(hào)。在本實(shí)施例中，低電平定義為無(wú)告警，則高電平為有告警產(chǎn)生。所述控制模塊的干接點(diǎn)信號(hào)是上傳到監(jiān)控模塊單片機(jī)IO口的，用于重要告警時(shí)上傳告警信息，以便迅速采取保護(hù)動(dòng)作。通過(guò)普通的通信方式上傳告警比較慢，而干接點(diǎn)告警信號(hào)上傳到單片機(jī)IO口則很快，當(dāng)控制模塊得到此告警信號(hào)后可以迅速通過(guò)所述 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路切斷MOSFET以保護(hù)電池的操作，反應(yīng)迅速；所述監(jiān)控模塊的干接點(diǎn)告警信號(hào)通過(guò)所述第五通訊模塊上傳到動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控主機(jī)。

所述監(jiān)控模塊5包括第三控制模塊、外圍電路、第三通訊模塊、第四通訊模塊、第五通訊模塊、第二輔助電源模塊、時(shí)鐘電路、按鍵模塊與顯示模塊，所述第三控制模塊分別與所述外圍電路、第三通訊模塊、第四通訊模塊、第五通訊模塊、第二輔助電源模塊、時(shí)鐘電路、按鍵模塊以及顯示模塊連接；

所述監(jiān)控模塊5通過(guò)所述第三通訊模塊與所述充點(diǎn)模塊3的所述第一通訊模塊通信，所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第三通訊模塊與所述第一通訊模塊通信獲取所述充電模塊輸出的電壓與電流、充電模塊開(kāi)關(guān)機(jī)信號(hào)以及故障保護(hù)信號(hào)，所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第二通訊模塊與所述第一通訊模塊通信控制所述充電模塊進(jìn)行限流實(shí)現(xiàn)恒流均充、恒壓均充和浮充，實(shí)現(xiàn)不同電池的充電要求；

所述監(jiān)控模塊5通過(guò)所述第四通訊模塊與所述控制模塊4的所述第二通訊模塊通信，所述監(jiān)控模塊5通過(guò)所述第四通訊模塊與所述第二通訊模塊通信獲取所述蓄電池的電壓、充放電電流、溫度等信息，并且經(jīng)過(guò)所述第三控制模塊的邏輯分析向所述控制模塊發(fā)送指令，控制所述控制模塊通過(guò)所述直流配電模塊與開(kāi)關(guān)電路控制所述蓄電池，確保并聯(lián)蓄電池之間不產(chǎn)生環(huán)流及性能影響；

所述監(jiān)控模塊通過(guò)所述第五通訊模塊與所述環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控主機(jī)通信，將告警信號(hào)上傳至所述環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控主機(jī)。

所述外圍電路包括晶振電路、復(fù)位電路、濾波電路、JTAG電路，所述第一控制模塊分別與所述晶振電路、復(fù)位電路、濾波電路、JTAG電路連接。

所述顯示模塊包括LCD顯示屏與聲光報(bào)警模塊，所述LCD顯示屏接收所述第一控制模塊傳輸至的信息并進(jìn)行顯示，所述聲光報(bào)警模塊接收所述第一控制模塊傳輸至的報(bào)警信息進(jìn)行聲光報(bào)警。

所述直流配電單元采用直流接線端子，配備有多路蓄電池輸入回路、一路監(jiān)控模塊電源輸入回路、一路直流負(fù)載輸出回路。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。