CN110880804A - 一种标准接口的智能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种标准接口的智能电池模块,标准接口单元的交流输入接口将220V交流电压输入到AC/DC整流单元,转换成直流电压再输送到DC/DC转换单元,转换成110V直流电压后经滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口;AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电;充放电管理单元确定充放电工作模式,交流输入故障时,12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电,将12V直流电压转换成110V直流电压,经滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口;监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流***微机监控装置和GPRS对时装置连接。此种电池模块通过模块化的设计,提高设备之间的通用性,实现电网设备标准化、模块化、智能化。
Description
技术领域
本发明属于直流电源***技术领域,特别涉及一种标准接口的智能电池模块,以替代变电站蓄电池组加高频充电模块组成的直流电源***。
背景技术
随着变电站综合自动化程度的越来越高以及大量无人值班站的投运,对电源***模块化、运维和安全可靠性提出了更高要求。传统一体化电源***在模块化、自动化、管理模式等方面都还存在很大的优化空间。具体表现在:
(1)传统的110V直流电源***一般由54节蓄电池串联组成蓄电池组,蓄电池组和充电屏、充电屏与馈线屏连接、蓄电池和蓄电池之间,存在大量电缆接线,模块化程度极低;
(2)单个蓄电池故障,影响整个蓄电池组母线电压,并且不能在线检更换蓄电池排出故障,新旧电池不同性能不能混合使用,通用互换性差;
(3)传统110V直流***需要2V的铅酸蓄电池需要54节,并布置在单独的蓄电池室,设计不经济。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种标准接口的智能电池模块,通过模块化的设计,提高设备之间的通用性,实现电网设备标准化、模块化、智能化。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种标准接口的智能电池模块,包括监控单元、12V磷酸铁锂电池单元、AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元、滤波单元和标准接口单元;
其中,标准接口单元一共定义三组接口,第一组接口是交流输入接口,第二组接口是直流输出接口,第三组是通信接口;
标准接口单元的交流输入接口用于连接220V交流电压,并输入到AC/DC整流单元,AC/DC整流单元将220V交流电压转换成直流电压,再输送到DC/DC转换单元,由DC/DC转换单元转换成110V直流电压后经过滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口;AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电;
充放电管理单元采集经AC/DC整流单元的直流电压和12V磷酸铁锂电池单元的电池端电压,通过采集直流电压的数据确定自己的充放电工作模式;
交流输入故障时,12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电,将12V直流电压转换成110V直流电压,经滤波单元后输出到标准接口单元的直流输出接口;
监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流***微机监控装置和GPRS对时装置连接,对下与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元连接。
上述标准接口单元中的交流输入接口具有4个接线端子,分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用。
上述标准接口单元中的直流输出接口具有3个接线端子,分别对应直流出+、直流输出-、备用。
上述标准接口单元中的通信接口具有6个接线端子,分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
上述监控单元与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元通过RS485线连接。
采用上述方案后,本发明采用12V磷酸铁锂电池与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、监控单元等融合设计为“智能电池模块”,将智能电池模块设计标准的接口,提升模块通用互换性。根据变电站容量需求,将多个智能电池模块并联组成模块化直流电源***,替换蓄电池组与充电模块的直流电源***,实现变电站直流电源***模块化、定制化,提高变电站运行管理水平、减少站用电源***运行维护工作量、降低全寿命周期成本,推进智能电网、智能变电站的建设。
本发明提供的标准接口的智能电池模块,与现有技术相比,提升了直流***的模块化设计比例,提高设备之间的通用性,缩短***生产周期,减少维护工作量。本模块通过并联模式满足变电站所需的直流负荷,相对与传统直流电源***,实现新旧电池混用,提高现有蓄电池利用率,减少浪费。整个直流***减少了蓄电池数量,节省变电站成本,符合当前国家建设中对材料的节能、环保的要求。
附图说明
图1是本发明的立体示意图;
其中,(a)是三维正面图,(b)是背面侧视图;
图2是本发明的三维背视图;
图3是本发明的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种标准接口的智能电池模块,如图1所示,是本发明的三维正面和背面侧视图,模块正面上方为液晶显示和运行状态指示灯,背面为标准接口。
如图2所示,是标准接口的特写三维示意图。
如图3所示,是本实施例的模块原理图,包括:监控单元101、12V磷酸铁锂电池单元105、AC/DC整流单元102、DC/DC转换单元103、DC/DC充放电管理单元104、滤波单元106、标准接口单元107。
其中,标准接口单元107一共定义三组接口,第一组接口是交流输入接口,4个接线端子,分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用;第二组接口是直流输出接口,3个接线端子,分别对应直流出+、直流输出-、备用;第三组是通信接口,6个接线端子,分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
220V交流电压输入到标准接口单元107的交流输入接口,交流输入接口将交流电源输入到AC/DC整流单元102,AC/DC整流单元102将220V交流电压转换成直流电压。再将直流电压输送接到DC/DC转换单元103,转换成110V直流电压后经过滤波单元106抑制整流后的脉动分量、减小输出纹波,然后输出到标准接口单元107的直流输出接口,为变电站提供直流电源负荷。同时,AC/DC整流单元102将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元104为12V磷酸铁锂电池单元105充电。
充放电管理单元104采集经AC/DC整流单元102直流电压和12V磷酸铁锂电池单元105电池端电压,通过采集直流电压的数据分析决策自己的充放电工作模式。
交流输入故障的时候,12V磷酸铁锂电池单元105经DC/DC充放电管理单元104放电,将12V直流电压转换成110V直流电压,经滤波单元106后输出到标准接口单元107的直流输出接口,此时由蓄电池不间断的给直流负载供电。
监控单元101是智能电池模块的管理和控制的核心,它对上通过标准接口单元107的通信接口与直流***微机监控装置和GPRS对时装置连接,实现远方对智能电池模块的监测和控制。对下与AC/DC整流单元102、DC/DC转换单元103、DC/DC充放电管理单元104通过RS485线连接,采集和处理各个单元的监测数据,并对各个单元运行状态进行控制,显示和记录***的运行信息。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种标准接口的智能电池模块,其特征在于:包括监控单元、12V磷酸铁锂电池单元、AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元、滤波单元和标准接口单元;
其中,标准接口单元一共定义三组接口,第一组接口是交流输入接口,第二组接口是直流输出接口,第三组是通信接口;
标准接口单元的交流输入接口用于连接220V交流电压,并输入到AC/DC整流单元,AC/DC整流单元将220V交流电压转换成直流电压,再输送到DC/DC转换单元,由DC/DC转换单元转换成110V直流电压后经过滤波单元输出到标准接口单元的直流输出接口;AC/DC整流单元还将转换后的直流电压输送到DC/DC充放电管理单元为12V磷酸铁锂电池单元充电;
充放电管理单元采集经AC/DC整流单元的直流电压和12V磷酸铁锂电池单元的电池端电压,通过采集直流电压的数据确定自己的充放电工作模式;
交流输入故障时,12V磷酸铁锂电池单元经DC/DC充放电管理单元放电,将12V直流电压转换成110V直流电压,经滤波单元后输出到标准接口单元的直流输出接口;
监控单元对上通过标准接口单元的通信接口与直流***微机监控装置和GPRS对时装置连接,对下与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元连接。
2.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块,其特征在于:所述标准接口单元中的交流输入接口具有4个接线端子,分别对应交流输入L、交流输入N、接地保护PE、备用。
3.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块,其特征在于:所述标准接口单元中的直流输出接口具有3个接线端子,分别对应直流出+、直流输出-、备用。
4.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块,其特征在于:所述标准接口单元中的通信接口具有6个接线端子,分别对应RS485+、RS485-、GPS+、GPS-、GND和备用。
5.如权利要求1所述的一种标准接口的智能电池模块,其特征在于:所述监控单元与AC/DC整流单元、DC/DC转换单元、DC/DC充放电管理单元通过RS485线连接。
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