CN206820086U - 一种蓄电池在线维护控制电路及*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蓄电池在线维护控制电路及***，包括第一蓄电池组、第二蓄电池组、与第一蓄电池组连接的第一直流母线、以及与第二蓄电池组连接的第二直流母线，分别与第一直流母线和第二直流母线连接的双向DC‑DC变换器、与第一蓄电池组连接的第一充电机组、与第二蓄电池组连接的第二充电机组、第一电池巡检仪、第二电池巡检仪、以及***监控器；***监控器分别与第一充电机组、第二充电机组、双向DC‑DC变换器、第一电池巡检仪和第二电池巡检仪连接，处理第一蓄电池组和第二蓄电池组的电池信息，输出控制指令调整双向DC‑DC变换器、第一充电机组和第二充电机组的工作状态以对第一蓄电池组或第二蓄电池组进行在线维护。本方案简单可靠，可实现在线维护。

Description

一种蓄电池在线维护控制电路及***

技术领域

本实用新型涉及电力领域，更具体地说，涉及一种蓄电池在线维护控制电路及***。

背景技术

随着科技技术的发展和实际应用要求的提高，电力***的可靠性要求也在不断提高，其中作为储能设备的蓄电池组必不可少，当电力***的交流供电端出现事故导致交流断电时，蓄电池组将充当功率输出端，保证重要的终端设备正常工作，避免造成事故影响的扩大化。因此蓄电池组的可靠运行是电力***可靠性运行的一道重要保障。鉴于蓄电池组的重要性，为了保证蓄电池组能长期可靠运行，需要定期对蓄电池组进行维护。

目前市场上常规的蓄电池组的维护方法是定期使用蓄电池放电仪放电，在放电过程通过电池巡检仪检测单节电池端电压的方法进行维护。这种维护是采用离线维护方式需要专业操作人员全程跟踪，且每组蓄电池组维护一次的时间约为10～20小时，电力***中使用的蓄电池组数量庞大，因此，需要大量的专业操作人员、人力成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种蓄电池在线维护控制电路及***。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蓄电池在线维护控制电路，包括第一蓄电池组、第二蓄电池组、与所述第一蓄电池组连接的第一直流母线、以及与所述第二蓄电池组连接的第二直流母线，还包括分别与所述第一直流母线和第二直流母线连接的双向DC-DC变换器、与所述第一蓄电池组连接的第一充电机组、与所述第二蓄电池组连接的第二充电机组、第一电池巡检仪、第二电池巡检仪、以及***监控器；

所述第一电池巡检仪和第二电池巡检仪分别对所述第一蓄电池组、第二蓄电池组的工作状态进行实时监测，分别输出所述第一蓄电池组的电池信息和第二蓄电池组的电池信息；

所述***监控器分别与所述第一充电机组、第二充电机组、双向DC-DC变换器、第一巡检仪、以及第二巡检仪连接，处理所述第一蓄电池组的电池信息和所述第二蓄电池组的电池信息，并输出控制指令调整所述双向DC-DC变换器、第一充电机组、以及第二充电机组的工作状态以对所述第一蓄电池组或第二蓄电池组进行在线维护。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，还包括：与所述第一直流母线或第二直流母线连接的至少一个终端设备。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，所述蓄电池在线维护控制电路包括两个终端设备，所述两个终端设备包括第一终端设备和第二终端设备；

所述第一终端设备与所述第一直流母线之间设有第三开关，所述第一终端设备在所述第三开关闭合时与所述第一直流母线连通；

所述第二终端设备与所述第二直流母线之间设有第四开关，所述第二终端设备在所述第四开关闭合时与所述第二直流母线连通。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，还包括第一开关，所述第一开关设置在所述第一直流母线与所述第一蓄电池组之间，通过所述第一开关控制所述第一蓄电池组与所述第一直流母线之间的连通或断开。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，还包括第二开关，所述第二开关设置在所述第二直流母线与所述第二蓄电池组之间，通过所述第二开关控制所述第二蓄电池组与所述第二直流母线之间的连通或断开。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，还包括设置在第一直流母线与第二直流母线之间的第五开关，通过所述第五开关控制所述第一直流母线与第二直流母线的连通或断开。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，所述双向DC-DC变换器设有第一接口和第二接口，并通过所述第一接口与所述第一直流母线连接、以及通过所述第二接口与所述第二直流母线连接。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，所述第一接口和所述第二接口为输入输出特性可切换的接口。

在本实用新型所述的蓄电池在线维护控制电路中，优选地，所述双向DC-DC变换器包括用于隔离所述第一直流母线和第二直流母线的隔离电路。

本实用新型还提供一种蓄电池在线维护控制***，包括上述任一项所述的蓄电池在线维护控制电路、以及上位机；

所述上位机与所述***监控器通信连接，并向所述***监控器发送控制指令及接收所述***监控器传输的***信息。

实施本实用新型的蓄电池在线维护控制电路，具有以下有益效果：本实用新型的蓄电池在线维护控制电路可实现在不影响***的正常运行的前提下实现对蓄电池的在线维护，有效解决了直流电源***中如何可靠实现蓄电池组自动在线维护的难题，且控制方式简单，灵活，可根据需要设置蓄电池维护时间和维护周期，维护全程可由***监控器自动实现无需专业操作人员参与，且第一蓄电池组和第二蓄电池组可自动实现容量均衡、安全可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的一种蓄电池在线维护控制电路第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一种蓄电池在线维护控制***第一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种蓄电池在线维护控制电路。该在线维护控制电路通过对蓄电池组的实时监测并在蓄电池满足维护条件时由***监控器10发出相应的控制指令进而实现在线维护。

请参阅图1，图1是本实用新型的蓄电池在线维护控制电路的结构示意图。如图1所示，本实施例的蓄电池在线维护控制电路包括第一蓄电池组201、第二蓄电池组202、与第一蓄电池组201连接的第一直流母线101、以及与第二蓄电池组202连接的第二直流母线102，还包括分别与第一直流母线101和第二直流母线102连接的双向DC-DC变换器20、与第一蓄电池组201连接的第一充电机组401、与第二蓄电池组202连接的第二充电机组402、第一电池巡检仪301、第二电池巡检仪302、以及***监控器10；

其中，第一电池巡检仪301和第二电池巡检仪302分别对第一蓄电池组201、第二蓄电池组202的工作状态进行实时监测，分别输出第一蓄电池组201的电池信息和第二蓄电池组202的电池信息；***监控器10分别与第一充电机组401、第二充电机组402、双向DC-DC变换器20、第一电池巡检仪301、以及第二电池巡检仪302连接，用于处理第一蓄电池组201的电池信息和第二蓄电池组202的电池信息，并输出控制指令调整双向DC-DC变换器20、第一充电机组401、以及第二充电机组402的工作状态，实现对第一蓄电池组201或第二蓄电池组202的在线维护。

在实际应用中，本实用新型应用于直流电源***时一般需要2组蓄电池组，如图1所示，包括第一蓄电池组201和第二蓄电池组202，其中，第一蓄电池组201和第二蓄电池组202是本实用新型蓄电池在线维护控制电路的维护对象，一般地，第一蓄电池组201与第二蓄电池组202的配置可完全相同。可以理解地，蓄电池组可采用铅酸蓄电池组成。

双向DC-DC变换器20，在正常情况下，双向DC-DC变换器20为备用状态；当需要对第一蓄电池组201或第二蓄电池组202进行在线维护时，即启用双向DC-DC变换器20，通过双向DC-DC变换器20给第一蓄电池组201或第二蓄电池组202提供放电条件。

可以理解地，本实施例的双向DC-DC变换器20设有2个接口，如图1所示，包括第一接口和第二接口，其中，第一接口与第一直流母线101连接，第二接口与第二直流母线102连接。优选地，第一接口和第二接口均为输入输出特性可切换的接口。当***正常时，第一接口和第二接口均被设为输入接口，此时双向DC-DC变换器20处于备用状态。

需要说明的是，本实施例的双向DC-DC变换器20在***运行时需要与***监控器10进行通信，其可采用RS485或CAN实现与***监控器10进行通信。

进一步地，双向DC-DC变换器20内部设置隔离电路，通过隔离电路可实现第一直流母线101和第二直流母线102的隔离特性。

第一充电机组401和第二充电机组402，主要用于与第一蓄电池组201和第二蓄电池组202实现配对使用，即在直流电源***中，每组蓄电池需配置一组充电机。在***正常运行时，充电机为直流母线上的负载供电，同时为蓄电池组补充电，当需要对蓄电池组进行在线维护时，则需调整充电机组的工作状态，进而给蓄电池组提供维护条件。

可以理解地，本实施例的第一充电机组401和第二充电机组402中的充电机可由电力操作电源用高频开关电源模块组成，其容量可根据蓄电池组的容量进行配置，一般工作在均充和浮充两种模式。

进一步地，第一充电机组401和第二充电机组402均需与***监控器10进行通信，可采用RS485或CAN实现与***监控器10的通信连接。

电池巡检仪，主要用于实时检测蓄电池组的工作状态，并将检测结果上传至***监控器10。进一步地，当蓄电池组放电时，通过检测蓄电池组中的各单节电池电压，可有效且可靠地检测出蓄电池组中异常的单节电池。

另外，在本实施例的电池巡检仪根据蓄电池组的配置，每一组蓄电池组配置一台电池巡检仪。如图1所示，包括第一电池巡检仪301和第二电池巡检仪302，通过第一电池巡检仪301和第二电池巡检仪302分别对第一蓄电池组201和第二蓄电池组202的工作状态进行实时监测，分别输出第一蓄电池组201的电池信息和第二蓄电池组202的电池信息。

***监控器10，主要用于监测和控制整个直流电源***的工作状态，负责完蓄电池组的在线维护，且在***监控器10中可设置蓄电池组的维护周期及维护时间等。具体地，当蓄电池组满足维护条件时，***监控器10将自动启动蓄电池组的维护，并根据预设的维护策略调整双向DC-DC变换器20和第一充电机组401、第二充电机组402的工作状态并及时处理第一电池巡检仪301和第二电池巡检仪(302)302上传的电池信息，实现对第一蓄电池组201或第二蓄电池组202的在线维护。

作为选择，本实用新型的蓄电池在线维护控制电路还包括至少一个终端设备，其中，这里所指的终端设备为直流电源***的用电设备，相当于蓄电池组的负载，一般可为继保设备等，终端设备可与第一直流母线101或第二直流母线102连接。

进一步地，在本实施例中，本实用新型的蓄电池在线维护控制电路可包括两个终端设备，如图1所示，包括第一终端设备501和第二终端设备502，第一终端设备501与第一直流母线101连接，第二终端设备502与第二直流母线102连接。作为选择，在第一终端设备501与第一直流母线101之间可设置第三开关K3，通过第三开关K3可实现第一终端设备501与第一直流母线101之间的连通或断开；在第二终端设备502与第二直流母线102之间可设置第四开关K4，通过第四开关K4可实现第二终端设备502与第二直流母线102之间的连通或断开。

另外，在第一蓄电池组201与第一直流母线101之间、第二蓄电池组202与第二直流母线102之间还可分别设置第一开关K1和第二开关K2，通过第一开关K1可实现第一蓄电池组201与第一直流母线101之间的连通或断开，通过第二开关K2可实现第二蓄电池组202与第二直流母线102之间的连通或断开。

如图1所示，本实例的蓄电池在线维护控制电路中还可包括第五开关K5，设置在第一直流母线101和第二直流母线102之间，用于实现第一直流母线101与第二直流母线102的连通或断开。

下面以一个具体的应用实例对本实用新型的技术方案进行详细说明：

假设***为220VDC***，2段直流母线(即第一直流母线101和第二直流母线102)、2组充电机组(第一充电机组401和第二充电机组402)、2组蓄电池组(第一蓄电池组201和第二蓄电池组202)，且第一蓄电池组201和第二蓄电池组202的配置完全一致，蓄电池组的容量为200AH，均充电压为242VDC，浮充电压为230VDC，第一蓄电池组201或第二蓄电池组202放电终止电压为198VDC。

如图1所示，***正常时，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、以及第四开关K4均处理闭合状态，第五开关K5处于断开状态，第一蓄电池组201与第一直流母线101连接，第二蓄电池组202与第二直流母线102连接，第一终端设备501与第一直流母线101连接，第二终端设备502与第二直流母线102连接；此时第一充电机组401为第一终端设备501供电和为第一蓄电池组201补充电，输出电压为第一蓄电池组201的浮充电压；第二充电机组402为第二终端设备502供电和为第二蓄电池组202补充电，输出电压为第二蓄电池组202的浮充电压；即***正常时，第一蓄电池组201和第二蓄电池组202均处于浮充状态，端电压均为230VDC；第一电池巡检仪301实时监测第一蓄电池组201的运行状态，第二电池巡检仪302实时监测第二蓄电池组202的运行状态；双向DC-DC变换器20的第一接口和第二接口均设置为输入接口，即双向DC-DC变换器20处于备用状态。第一蓄电池组201和第二蓄电池组202均工作在浮充电压状态下，假设满足维护条件时，***监控器10将发出相应的控制指令，进而对第一蓄电池组201或第二蓄电池组202执行放电维护。

具体地，以维护第一蓄电池组201为例，当第一蓄电池组201达到需要维护的条件时，***监控器10下发维护第一蓄电池组201的指令，第一充电机组401同时接收到维护第一蓄电池组201的指令，并根据接收到的指令将其输出电压调整为终止电压198VDC；双向DC-DC变换器20接收到维护第一蓄电池组201的指令，根据该指令将第一接口设置为输入接口，第二接口设置为输出接口，启动双向DC-DC变换器20，并调整第二接口的输出电压为均充电压242VDC；第二充电机组402接收到维护第一蓄电池组201的指令后，即将其输出电压保持为浮充电压230VDC。

此时，由于第一充电机组401的输出电压为198VDC低于第一蓄电池组201的端电压(230VDC)，且双向DC-DC变换器20的输出电压为242VDC高于第二蓄电池组202的端电压(230VDC)，因此，第一蓄电池组201将被放电，第二蓄电池组202将被充电。在第一蓄电池组201放电过程中，第一电池巡检仪301实时检测第一蓄电池中的各单节电池电压，并将检测结果(即第一蓄电池组201的电池信息)实时上传至***监控器10，***监控器10及时处理第一电池巡检仪301上传的第一蓄电池组201的电池信息，当第一蓄电池组201存在异常时，及时发出警告。当达到预设的维护时间时，***监控器10自动发出结束维护的指令，此时第一蓄电池组201需要补充充电，***监控器10可以选择第一充电机组401为第一蓄电池组201补充电，也可选择双向DC-DC变换器20为第一蓄电池组201被充电。

当选择双向DC-DC变换器20为第一蓄电池组201补充电时，此时进入对第二蓄电池组202的放电维护程序，第二蓄电池组202的维护过程与第一蓄电池组201的维护过程相同，至此，第一蓄电池组201的维护过程结束。

需要说明的是，本实用新型实施例中的第一蓄电池组201在放电过程中，需通过第一直流母线101释放其电能；同理，第二蓄电池组202在放电过程中，通过第二直流母线102释放其电能。

可以理解地，在第一蓄电池组201维护过程中，若发现第一蓄电池组201状态异常或交流电源失电时，***监控器10会立即终止维护过程，并自动将第二蓄电池组202的电能转移至第一蓄电池组201，使第一蓄电池组201的电能与第二蓄电池组202的电能保持相近。

从上述控制过程可发现，***监控器10可预先设置好蓄电池组的在线维护策略，蓄电池组的维护过程可自动完成，并且整个维护过程中蓄电池组均未脱离***，实现了蓄电池组的自动在线维护功能。

综上，本实用新型提供了一种蓄电池在线维护控制电路，该电路对蓄电池的在线维护实现方式简单可靠，且可在现有直流电源***的基础上进行改造，安全可靠，不仅有效地解决了如何实现蓄电池组在线维护的难题，且在线维护过程可完全由***监控器10自动实现，无需专业操作人员参与，在线维护过程中不影响***的正常运行，两组蓄电池可自动实现容量均衡。

如图2所示，本发明还提供了一种蓄电池在线维护控制***，其包括上位机以及图1所示的蓄电池在线维护控制电路。在该实施例中，上位机与***监控器10进行数据通信，具体为上位机可向***监控器10发送控制指令，特别是发送蓄电池组维护指令以启动对第一蓄电池组201或第二蓄电池组202的维护，也可以接收由***监控器10返回的***信息。可以理解地，***监控器10返回的***信息包括第一蓄电池组201的电池信息和第二蓄电池组202的电池信息。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄电池在线维护控制电路，包括第一蓄电池组(201)、第二蓄电池组(202)、与所述第一蓄电池组(201)连接的第一直流母线(101)、以及与所述第二蓄电池组(202)连接的第二直流母线(102)，其特征在于，还包括分别与所述第一直流母线(101)和第二直流母线(102)连接的双向DC-DC变换器(20)、与所述第一蓄电池组(201)连接的第一充电机组(401)、与所述第二蓄电池组(202)连接的第二充电机组(402)、第一电池巡检仪(301)、第二电池巡检仪(302)、以及***监控器(10)；

所述第一电池巡检仪(301)和第二电池巡检仪(302)分别对所述第一蓄电池组(201)、第二蓄电池组(202)的工作状态进行实时监测，分别输出所述第一蓄电池组(201)的电池信息和第二蓄电池组(202)的电池信息；

所述***监控器(10)分别与所述第一充电机组(401)、第二充电机组(402)、双向DC-DC变换器(20)、第一电池巡检仪(301)、以及第二电池巡检仪(302)连接，处理所述第一蓄电池组(201)的电池信息和所述第二蓄电池组(202)的电池信息，并输出控制指令调整所述双向DC-DC变换器(20)、第一充电机组(401)、以及第二充电机组(402)的工作状态以对所述第一蓄电池组(201)或第二蓄电池组(202)进行在线维护。

2.根据权利要求1所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，还包括：与所述第一直流母线(101)或第二直流母线(102)连接的至少一个终端设备。

3.根据权利要求2所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，所述蓄电池在线维护控制电路包括两个终端设备，所述两个终端设备包括第一终端设备(501)和第二终端设备(502)；

所述第一终端设备(501)与所述第一直流母线(101)之间设有第三开关，所述第一终端设备(501)在所述第三开关闭合时与所述第一直流母线(101)连通；

所述第二终端设备(502)与所述第二直流母线(102)之间设有第四开关，所述第二终端设备(502)在所述第四开关闭合时与所述第二直流母线(102)连通。

4.根据权利要求1所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，还包括第一开关，所述第一开关设置在所述第一直流母线(101)与所述第一蓄电池组(201)之间，通过所述第一开关控制所述第一蓄电池组(201)与所述第一直流母线(101)之间的连通或断开。

5.根据权利要求1所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，还包括第二开关，所述第二开关设置在所述第二直流母线(102)与所述第二蓄电池组(202)之间，通过所述第二开关控制所述第二蓄电池组(202)与所述第二直流母线(102)之间的连通或断开。

6.根据权利要求1所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，还包括设置在第一直流母线(101)与第二直流母线(102)之间的第五开关，通过所述第五开关控制所述第一直流母线(101)与第二直流母线(102)的连通或断开。

7.根据权利要求1所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，所述双向DC-DC变换器(20)设有第一接口和第二接口，并通过所述第一接口与所述第一直流母线(101)连接、以及通过所述第二接口与所述第二直流母线(102)连接。

8.根据权利要求7所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口为输入输出特性可切换的接口。

9.根据权利要求8所述的蓄电池在线维护控制电路，其特征在于，所述双向DC-DC变换器(20)包括用于隔离所述第一直流母线(101)和第二直流母线(102)的隔离电路。

10.一种蓄电池在线维护控制***，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的蓄电池在线维护控制电路、以及上位机；

所述上位机与所述***监控器(10)通信连接，并向所述***监控器(10)发送控制指令及接收所述***监控器(10)传输的***信息。