本發(fā)明涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)使用自供電的方式時(shí)，無法對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的供電功耗進(jìn)行充分管理，僅可以進(jìn)行降功耗處理，無法進(jìn)行功耗的完全切斷，即無法實(shí)現(xiàn)零功耗。儲(chǔ)能系統(tǒng)在使用電池組供電的情況下，電池管理系統(tǒng)的處于實(shí)時(shí)消耗電池組電能的狀態(tài)。特別是當(dāng)電池組發(fā)生單體電池或者電池組壓欠壓時(shí)，電池管理系統(tǒng)與輔助供電電路或模塊仍然存在電量消耗，這將導(dǎo)致儲(chǔ)能電池的狀況進(jìn)一步惡化，最終導(dǎo)致儲(chǔ)能電池過放電而損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置，可以實(shí)現(xiàn)零功耗處理，防止電池管理系統(tǒng)持續(xù)的耗電，避免電池組在欠壓的情況下進(jìn)一步消耗電量，導(dǎo)致電池狀況的惡化，損壞電池。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置，包括：儲(chǔ)能單元、開關(guān)單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元、dc/dc單元及微控制器，

所述儲(chǔ)能單元通過開關(guān)單元分別與負(fù)載及dc/dc單元的輸入端連接；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元的輸入端與所述dc/dc單元的第一輸出端連接，控制端與所述微控制器連接，驅(qū)動(dòng)端驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)單元接通或斷開；所述dc/dc單元的第二輸出端分別與外部設(shè)備、微控制器的供電輸入端連接；所述微控制器的通訊控制端與所述外部設(shè)備連接。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述dc/dc單元包括dc/dc電源模塊、第一電容、第二電容及第三電容，

所述dc/dc電源模塊的第一電壓輸出端的正極與所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接，第一電壓輸出端的負(fù)極串聯(lián)所述第一電容后與第一電壓輸出端的正極連接，所述dc/dc電源模塊的第二電壓輸出端的正極與所述微控制器的供電管腳連接，第二電壓輸出端的負(fù)極接地；

所述第二電容跨接于所述dc/dc電源模塊第二電壓輸出端的正極與第二電壓輸出端的負(fù)極之間；

所述第三電容跨接于所述dc/dc電源模塊的電壓輸入端的正極與電壓輸入端的負(fù)極之間。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述開關(guān)單元包括按鍵開關(guān)及與所述按鍵開關(guān)并聯(lián)連接的繼電器開關(guān)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元包括繼電器控制電路及與所述繼電器控制電路連接的驅(qū)動(dòng)電路，所述繼電器控制電路控制所述繼電器開關(guān)的通斷，所述驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述繼電器控制電路的通斷。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述驅(qū)動(dòng)電路包括光耦隔離器、第四電阻和第五電阻；

所述光耦隔離器的集電極與所述dc/dc單元的第一輸出端連接，發(fā)射極與所述繼電器控制電路的控制端連接；所述光耦隔離器的二極管的陽極串聯(lián)所述第四電阻后與所述dc/dc單元的第二輸出端連接，所述光耦隔離器的二極管的陰極串聯(lián)所述第五電阻后與所述微控制器的信號(hào)輸出端連接。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述繼電器控制電路包括三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、二極管和繼電器，

所述三極管的基極串聯(lián)所述第二電阻后與所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，集電極與所述繼電器的線圈的一端連接；所述繼電器的線圈的另一端串聯(lián)所述第一電阻后與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，所述三極管的發(fā)射極與負(fù)載的負(fù)極連接，且所述第三電阻的兩端跨接于三極管的基極和發(fā)射極之間；

所述二極管與所述繼電器的線圈并聯(lián)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述按鍵開關(guān)為自復(fù)位開關(guān)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述儲(chǔ)能單元為電池組。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述電池組包括若干個(gè)以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式連接的單體電池。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明為一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置，其設(shè)有開關(guān)單元、dc/dc單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元以及微控制器，當(dāng)出現(xiàn)儲(chǔ)能電池欠壓時(shí)，微控制器發(fā)出通訊指令給開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元斷開開關(guān)，儲(chǔ)能系統(tǒng)斷開供電通路，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的零功耗處理，防止外部設(shè)備持續(xù)地耗電，避免電池組在欠壓的情況下進(jìn)一步消耗電量，導(dǎo)致電池狀況的惡化，損壞電池。

附圖說明

圖1為發(fā)明的儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置的原理框圖；

圖2為圖1的儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

實(shí)施例

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置10，包括：儲(chǔ)能單元100、開關(guān)單元200、開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元300、dc/dc單元400及微控制器500。其中，所述儲(chǔ)能單元100包括儲(chǔ)能電池組，用于為儲(chǔ)能系統(tǒng)提供電源，開關(guān)單元200用于啟動(dòng)系統(tǒng)和接通供電回路，開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元300用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)單元200的通斷，dc/dc單元400從儲(chǔ)能電池組取電，用于向微控制器、開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元和其他外部設(shè)備供電，微控制器(mcu)500具有通訊功能和控制管腳，可以接收外部設(shè)備的指令，并且向開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制信號(hào)，從而執(zhí)行繼電器的斷開與閉合動(dòng)作。要說明的是，所述儲(chǔ)能單元為電池組。所述電池組包括若干個(gè)以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式連接的單體電池。在圖2中微控制器為u2。

所述儲(chǔ)能單元100通過開關(guān)單元200分別與負(fù)載及dc/dc單元400的輸入端連接；所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元300的輸入端與所述dc/dc單元400的第一輸出端連接，控制端與所述微控制器500連接，驅(qū)動(dòng)端驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)單元200接通或斷開；所述dc/dc單元400的第二輸出端分別與外部設(shè)備、微控制器500的供電輸入端連接；所述微控制器500的通訊控制端與所述外部設(shè)備連接。其中外部設(shè)備包括其他需要供電的模塊或模組，比如均衡模塊、can通訊模塊、又如集中監(jiān)控系統(tǒng)的供電等。

請(qǐng)參閱圖2，所述dc/dc單元400包括dc/dc電源模塊、第一電容c1、第二電容c2及第三電容c3，

所述dc/dc電源模塊的第一電壓輸出端(vo1)的正極與所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接，第一電壓輸出端(vo1)的負(fù)極串聯(lián)所述第一電容c1后與第一電壓輸出端(vo1)的正極連接，所述dc/dc電源模塊的第二電壓輸出端(vo2)的正極與所述微控制器的供電管腳連接，第二電壓輸出端(vo2)的負(fù)極接地；

所述第二電容c2跨接于所述dc/dc電源模塊的第二電壓輸出端(vo2)的正極與第二電壓輸出端(vo2)的負(fù)極之間；

所述第三電容c3跨接于所述dc/dc電源模塊的電壓輸入端(vi)的正極與電壓輸入端(vi)的負(fù)極之間。

所述開關(guān)單元200包括按鍵開關(guān)sw及與所述按鍵開關(guān)sw并聯(lián)連接的繼電器開關(guān)rl。要說明的是，所述按鍵開關(guān)sw為自復(fù)位開關(guān)sw。

所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元300包括繼電器控制電路310及與所述繼電器控制電路310連接的驅(qū)動(dòng)電路320，所述繼電器控制電路310控制所述繼電器開關(guān)rl的通斷，所述驅(qū)動(dòng)電路320驅(qū)動(dòng)所述繼電器控制電路310的通斷。

所述驅(qū)動(dòng)電路320包括光耦隔離器u1、第四電阻r4和第五電阻r5，所述光耦隔離器u1的集電極與所述dc/dc單元400的第一輸出端連接，發(fā)射極與所述繼電器控制電路310的控制端連接；所述光耦隔離器u1的二極管的陽極串聯(lián)所述第四電阻r4后與所述dc/dc單元400的第二輸出端連接，所述光耦隔離器u1的二極管的陰極串聯(lián)所述第五電阻r5后與所述微控制器500的信號(hào)輸出端連接。

所述繼電器控制電路310包括三極管q1、第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、二極管d1和繼電器，所述三極管q1的基極串聯(lián)所述第二電阻r2后與所述驅(qū)動(dòng)電路320的輸出端連接，集電極與所述繼電器的線圈的一端連接；所述繼電器的線圈的另一端串聯(lián)所述第一電阻r1與所述驅(qū)動(dòng)電路連接，所述三極管q1的發(fā)射極與負(fù)載的負(fù)極連接，且所述第三電阻r3的兩端跨接于三極管q1的基極和發(fā)射極之間；所述二極管d1與所述繼電器的線圈并聯(lián)。

工作過程：

請(qǐng)查閱圖1-2，儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置按照?qǐng)D示方式與儲(chǔ)能電池連接。初始狀態(tài)時(shí)，自復(fù)位開關(guān)sw與功率繼電器rl均處于斷開狀態(tài)，dc/dc電源模塊m1因無電壓輸入，所以dc/dc電源模塊m1無電壓輸出，開關(guān)裝置始終處于失電狀態(tài)，系統(tǒng)沒有無法工作，則系統(tǒng)功耗為零。

當(dāng)系統(tǒng)需要啟動(dòng)時(shí)，人工手動(dòng)按下自復(fù)位開關(guān)sw，此時(shí)功率線b+與bc+接通，dc/dc電源模塊m1存在輸入電壓，即儲(chǔ)能電池組的總電壓ub，并且dc/dc電源模塊m1立即產(chǎn)生輸出電壓vo1和vo2，第一電壓輸出端輸出的第一電壓vo1用于向開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元供電，第二電壓輸出端輸出的第二電壓vo2用于向微控制器u2和外部電路供電，第一電壓vo1和第二電壓vo2僅電壓值不同，電壓輸出時(shí)間相同；微控制器u2上電后立即輸出繼電器控制信號(hào)，置低控制管腳crt，光電耦合器u1導(dǎo)通，則vo1輸出電壓經(jīng)光電耦合器u1、第二電阻r2、三極管q1，使得三極管q1的集電極c與發(fā)射極e處于導(dǎo)通狀態(tài)；則第一電壓vo1輸出電壓經(jīng)r1、三極管q1向繼電器開關(guān)rl控制端供電，使繼電器開關(guān)rl吸和，功率線b+與bc+因繼電器開關(guān)rl閉合而始終接通。

人工松開自復(fù)位開關(guān)sw，自復(fù)位開關(guān)sw因具有自復(fù)位功能，所以自復(fù)位開關(guān)sw自動(dòng)恢復(fù)到初始的斷開位置。因儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置執(zhí)行快速，從人工按下自復(fù)位開關(guān)sw到松開自復(fù)位開關(guān)sw的極短時(shí)間內(nèi)，繼電器開關(guān)rl可以由斷開切換至閉合狀態(tài)，即功率線b+與bc+可以快速出于導(dǎo)通并維持dc/dc電源模塊m1的輸入供電。同時(shí)，功率線b+與bc+導(dǎo)通后，儲(chǔ)能電池可以向后端負(fù)載供電。

當(dāng)儲(chǔ)能電池組發(fā)生嚴(yán)重的單體欠壓或者總壓欠壓保護(hù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)為了避免儲(chǔ)能電池過放電損壞，需要切斷所有功耗，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)bms向微控制器u2發(fā)出通訊指令或者操作使能管腳en，使得微控制器u2將控制管腳crt置高，光電耦合器u1斷開，三極管q1無基極驅(qū)動(dòng)電流，三極管q1處于非導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器開關(guān)rl因驅(qū)動(dòng)電流消失而斷開功率線b+與bc+，則dc/dc電源模塊m1無輸入電壓，儲(chǔ)能系統(tǒng)的開關(guān)裝置失去供電處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的功耗為零。

如需要儲(chǔ)能系統(tǒng)啟動(dòng)，需要再次按下自復(fù)位開關(guān)sw，則再次執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)上電過程，完成儲(chǔ)能系統(tǒng)的再次供電進(jìn)入工作狀態(tài)。

以上所述實(shí)施方式僅表達(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)本發(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)人員來說，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)。