CN212588135U - 基于ups的锂电池组控制***供电回路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路，包括锂电池组、BMS锂电池管理***、UPS电源和继电器控制电路，UPS电源的两个输入端分别连接市电、锂电池组，BMS锂电池管理***与锂电池组电连接，继电器控制电路的输入端连接UPS电源的交流输出端和锂电池组，继电器控制电路的输出端连接BMS锂电池管理***的供电端。本实用新型通过低成本的电子电路板方案替换掉小功率UPS，降低***成本，可以有效减少人员的定期维护，可标准化设计和批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路。
背景技术
数据中心必须保证供电的连续性和供电***的安全性，所以在数据中心的信息中心机房一般都会用到UPS不间断电源作为重要的安全保障。UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成的稳压稳频的不间断电源。市电供电中断时，UPS能保证输出供电的连续性。
锂电池组***作为UPS***电力提供的最后保障，是UPS***的关键组成部分和最后一道保险，需要进行维护和管理，其状态的好坏直接关系到UPS***是否正常工作。
为了保证锂电池组的安全稳定可靠运行，锂电池组都会配置BMS管理控制***。由于BMS管理控制***是由电子电路板构成，故需要稳定可靠的直流（DC）电源供电，一旦该电源出现异常会直接导致BMS管理控制***异常，进而导致锂电池组异常，最后导致整套UPS***工作异常，使得数据中心等无法得到稳定可靠的电力。
为解决以上问题，现行普遍的做法是给BMS管理控制***配置一个小功率的UPS电源，即用一个小UPS电源11来带动一个大的UPS***这样的电力拓扑，如图1所示。但是这样做仍存在诸多的技术缺点：
1、为保证整套UPS***稳定，该小功率UPS一般会购买大品牌的，这样会大大增加***成本；
2、该小功率UPS一般配备的是铅酸电池12，后期需要维护人员定期去维护；
3、一般根据数据中心电力的备电时间不同，需要配备的小功率的UPS功率和时间会跟着变，这样就不利于小功率UPS的标准化设计和生产以及交付；
4、作为关键的后备电力***，管理控制***的DC电源没有做冗余设计，一旦小功率UPS坏了，整套UPS***就会失效。
实用新型内容
本实用新型提出一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路以解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路，包括锂电池组、BMS锂电池管理***、UPS电源，所述UPS电源的两个输入端分别连接市电、锂电池组，BMS锂电池管理***与锂电池组电连接，还包括继电器控制电路，所述UPS电源的交流输出端电连接至继电器控制电路的第一输入端，所述锂电池组通过直流电源转换器电连接至继电器控制电路的第二输入端，继电器控制电路的输出端连接BMS锂电池管理***的供电端。
作为优选，所述继电器控制电路包括降压开关电源、继电器Q1、开关电路、继电器QD和DC输出接口，所述降压开关电源的两个交流输入端分别连接UPS电源的交流输出端，降压开关电源的两个直流输出端连通继电器Q1线圈的两端，继电器Q1的两个触点分别连接开关电路的输入端，开关电路的输出端连接继电器QD线圈的两端，继电器QD输出端通过DC输出接口连接至BMS锂电池管理***的供电端。
作为优选，所述开关电路输出端、继电器QD线圈、继电器QD输出端的数量相等且大于或等于2。
作为优选，所述降压开关电源的两个直流输出端直接连接有电阻R3。
作为优选，所述开关电路包括电容C1、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电容C1的一端、电阻R1的一端连接继电器Q1的一个触点，三极管Q3的集电极通过电阻R4连接至继电器Q1的另一个触点，三极管Q3的基极连接电阻R1的另一端、电阻R5的一端，三极管Q3的发射极、三极管Q4的基极连接电阻R6的一端，电容C1的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、三极管Q4的发射极均接地，三极管Q4的集电极与继电器Q1的另一个触点分别构成开关电路输出端的两端。
作为优选，降压开关电源的输出电压为5V，继电器Q1的输出电压为24V，DC输出接口的输出电压为24V。
作为优选，所述电容C1由一个电容构成或由至少两个电容并联而成。
作为优选，所述DC输出接口的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D2。
作为优选，还包括AC/DC转换电路，所述AC/DC转换电路的输入端连接UPS电源的输出端，AC/DC转换电路的输出端连接BMS锂电池管理***的供电端。
作为优选，所述AC/DC转换电路的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D1。
与现有技术相比较，本实用新型通过低成本的电子电路板方案替换掉小功率UPS，降低***成本，可以有效减少人员的定期维护，可标准化设计和批量生产。
附图说明
图1为现有技术锂电池组控制***供电回路的一种电路结构框图；
图2为本实用新型基于UPS的锂电池组控制***供电回路的一种电路结构框图；
图3为本实用新型基于UPS的锂电池组控制***供电回路中继电器控制电路的电路图。
图中，1-锂电池组，2- BMS锂电池管理***，3- UPS电源，4-继电器控制电路，5-AC/DC转换电路，6-市电，7-负载，11-小UPS电源，12-铅酸电池。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图2所示，一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路，包括锂电池组1、BMS锂电池管理***2、UPS电源3和继电器控制电路4，所述UPS电源3的两个输入端分别连接市电6、锂电池组1，BMS锂电池管理***2与锂电池组1电连接，所述UPS电源3的交流输出端电连接至继电器控制电路4的第一输入端，所述锂电池组1通过直流电源转换器（图中未画出）电连接至继电器控制电路4的第二输入端，继电器控制电路4的输出端连接BMS锂电池管理***2的供电端。UPS电源3的输出端连接负载7。
具体的，如图3所示，接口J4为UPS电源3的交流输出端，所述继电器控制电路4可以包括降压开关电源J13、继电器Q1、开关电路、继电器QD和DC输出接口，所述降压开关电源J13的两个交流输入端分别连接UPS电源3的交流输出端，降压开关电源J13的两个直流输出端连通继电器Q1线圈的两端，继电器Q1的两个触点分别连接开关电路的输入端，开关电路的输出端连接继电器QD线圈的两端，继电器QD输出端通过DC输出接口连接至BMS锂电池管理***2的供电端。降压开关电源J13的两个直流输出端直接连接有电阻R3。
UPS电源3输出的交流电通过降压开关电源J13维持稳定输出，保证通过继电器Q1转换成BMS锂电池管理***2所需供电电压。这里，为了保证电子设备安全稳定的工作，降压开关电源J13的输出电压为5V，继电器Q1的输出电压为24V，DC输出接口的输出电压为24V，DC输出接口为DC/DC转换器。
其中，开关电路输出端、继电器QD线圈、继电器QD输出端的数量相等且成组匹配。为了避免有一组中继电器线圈或输出端触头出现故障而无法向BMS锂电池管理***2供电，可以设置组数大于或等于2，优选为两组。
开关电路应用于UPS电源3输出交流电断开后的继电器闭合控制，可以包括电容C1、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电容C1的一端、电阻R1的一端连接继电器Q1的一个触点，三极管Q3的集电极通过电阻R4连接至继电器Q1的另一个触点，三极管Q3的基极连接电阻R1的另一端、电阻R5的一端，三极管Q3的发射极、三极管Q4的基极连接电阻R6的一端，电容C1的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、三极管Q4的发射极均接地，三极管Q4的集电极与继电器Q1的另一个触点分别构成开关电路输出端的两端。
UPS电源3正常输出AC220V时，继电器控制电路4正常工作，继电器Q1触点间闭合，三极管Q3和三极管Q4导通，则控制锂电池组负载的继电器QD的线圈电源回路导通，继电器QD触点间闭合，BMS锂电池管理***2获得正常供电。
当AC市电掉电，由锂电池组1继续维持UPS***正常供电。
当UPS电源3和锂电池组1均输出断电，三极管Q3和Q4断开，控制锂电池BMS供电的继电器QD断路，继电器QD触点间断开。
另外，当继电器Q1触点间闭合，电容C1充电储存电量，电容C1的电压为
；当锂电池组放空电，不再有电源输入，继电器Q1触点间断开，电容C1放电，三极管Q3、三极管Q4依然导通，使得继电器QD触点间仍然闭合，DC 24V正常输出，BMS***正常工作，达到延时断电效果。
其中，所述电容C1由一个电容构成或由至少两个电容并联而成，电容值及电容数量可根据实际需要进行更改电容，便于延时时间的设置与调整；DC输出接口的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D2，以实现过压保护。
BMS锂电池管理***2的DC电源可以为冗余设计，即本实用新型的还可以包括AC/DC转换电路5，通过锂电池组DC和市电AC两路电源转DC电源供电。具体的，所述AC/DC转换电路5的输入端连接UPS电源3的输出端，AC/DC转换电路5的输出端连接BMS锂电池管理***2的供电端。其中，AC/DC转换电路5的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D1，以实现过压保护。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种基于UPS的锂电池组控制***供电回路，包括锂电池组、BMS锂电池管理***、UPS电源，所述UPS电源的两个输入端分别连接市电、锂电池组，BMS锂电池管理***与锂电池组电连接，其特征在于，还包括继电器控制电路，所述UPS电源的交流输出端电连接至继电器控制电路的第一输入端，所述锂电池组通过直流电源转换器电连接至继电器控制电路的第二输入端，继电器控制电路的输出端连接BMS锂电池管理***的供电端。
2.根据权利要求1所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述继电器控制电路包括降压开关电源、继电器Q1、开关电路、继电器QD和DC输出接口，所述降压开关电源的两个交流输入端为继电器控制电路的第一输入端且分别连接UPS电源的交流输出端，降压开关电源的两个直流输出端连通继电器Q1线圈的两端，继电器Q1的两个触点分别连接开关电路的输入端，开关电路的输出端连接继电器QD线圈的两端，继电器QD输出端通过DC输出接口连接至BMS锂电池管理***的供电端。
3.根据权利要求2所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述开关电路输出端、继电器QD线圈、继电器QD输出端的数量相等且大于或等于2。
4.根据权利要求2所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述降压开关电源的两个直流输出端直接连接有电阻R3。
5.根据权利要求2所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述开关电路包括电容C1、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电容C1的一端、电阻R1的一端连接继电器Q1的一个触点，三极管Q3的集电极通过电阻R4连接至继电器Q1的另一个触点，三极管Q3的基极连接电阻R1的另一端、电阻R5的一端，三极管Q3的发射极、三极管Q4的基极连接电阻R6的一端，电容C1的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、三极管Q4的发射极均接地，三极管Q4的集电极与继电器Q1的另一个触点分别构成开关电路输出端的两端。
6.根据权利要求2所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，降压开关电源的输出电压为5V，继电器Q1和直流电源转换器的输出电压均为24V，DC输出接口的输出电压为24V。
7.根据权利要求5所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述电容C1由一个电容构成或由至少两个电容并联而成。
8.根据权利要求2所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述DC输出接口的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D2。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，还包括AC/DC转换电路，所述AC/DC转换电路的输入端连接UPS电源的输出端，AC/DC转换电路的输出端连接BMS锂电池管理***的供电端。
10.根据权利要求9所述的基于UPS的锂电池组控制***供电回路，其特征在于，所述AC/DC转换电路的两个输出端之间反向连接有稳压二极管D1。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2022193165A1 (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | 华为数字能源技术有限公司 | 储能***及电池管理***的供电方法 |
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2020
- 2020-09-23 CN CN202022097420.XU patent/CN212588135U/zh active Active
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 518054 705-706, block B, building 7, Shenzhen Bay science and technology ecological park, 1819 Shahe West Road, high tech community, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Shenkuo Technology Innovation Co.,Ltd. Address before: 518054 705-706, block B, building 7, Shenzhen Bay science and technology ecological park, 1819 Shahe West Road, high tech community, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen Weimu Technology Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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