CN214900315U - 一种电源*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种电源***，包括UPS主机、静态切换单元、AC/DC整流单元以及锂电池包，所述UPS主机的其中一个输入端与市电连接，所述UPS主机的另一个输入端与所述锂电池包的输出端连接，所述UPS主机的输出端分别与所述锂电池包的输入端以及所述静态切换单元的其中一个输入端连接，所述静态切换单元的另一个输入端与市电连接，所述静态切换单元的输出端与所述AC/DC整流单元的输入端连接，所述AC/DC整流单元的输出端与所述直流输出负载连接。本实用新型电源***因为采用的是锂电池包，因此电池体积更小，重量更轻，且耐高温，能在较高环境温度下运行。

Description

一种电源***

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种电源***。

背景技术

目前行业内的交直流不间断电源***主要功能是为用户提供持、续稳定的交直流不间断电源，保证用户即使在市电失电的情况下依然能够使其后端的交直流负载正常使用。工作原理是用户交流市电输入电源***，再供给UPS主机，主机工作后提供稳定纯净的正弦波交流220V输出，其中一部分供给AC/DC直流输出模块，直流模块提供直流输出负载；另一部分为交流负载，同时UPS主机给电池组进行充电。当市电失电时，电池组给UPS主机供直流电，UPS然后再给***提供交流220V电源，达到整个***的正常工作。由此可看出电池组是保障整个***持续稳定、不间断输出的关键因素，行业目前普遍采用的是铅酸电池。交直流不间断电源***广泛应用于各个行业的信息***，包括电力、通信、冶金、化工、交通运输、公共安全等信息***，然而随着各个行业的迅速发展，对交直流不间断电源***的安全性、可靠性、后备时间等要求也越来越高，然而随着电池使用时间的变长，以铅酸电池作为储能设备的交直流电源***断电的风险也会变得越来越高，功能越来越满足不了要求了。目前最常用的铅蓄电池为阀控式铅酸免维护蓄电池，铅酸电池的能量密度不高，如果想要增加***的后备使用时间，那么必定只能加大电池容量，那么同时带来的问题就是电池体积的增大和重量的增加，这就意味着用户必须要留出更大的空间安放电池，而用户肯定是希望电池占用空间越小越好；铅酸电池寿命短并需要定期维护，铅酸电池个体间质量和性能的一致性差异较大，使蓄电池组整体质量和性能难以保证；铅酸蓄电池对于环境温度的要求较高，有关资料显示，当环境温度为25℃时，温度每升高6-10℃，阀控蓄电池的寿命将缩短一半，电池循环寿命也将缩短。当环境温度降低时，电池可用容量降低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种电源***，采用锂电池包，因此电池体积更小，重量更轻，且耐高温，能在较高环境温度下运行，以解决以上难题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种电源***，包括UPS主机、静态切换单元、AC/DC整流单元以及锂电池包，所述UPS主机的其中一个输入端与市电连接，所述UPS主机的一个直流输入端与所述锂电池包的输出端连接，所述UPS主机的直流输出端与所述锂电池包的输入端连接,所述UPS主机的交流输出端与所述静态切换单元的其中一个输入端连接，所述静态切换单元的另一个输入端与市电连接，所述静态切换单元的输出端与所述AC/DC整流单元的输入端连接，所述AC/DC整流单元的输出端与所述直流输出负载连接。

作为优化，所述UPS主机的输出端还与交流输出负载连接。

作为优化，所述锂电池包包括锂电池、温度采集单元、电压采集单元、电流采集单元、BMS控制器、DC/DC开关电源、充电控制继电器、放电控制继电器和输入/输出端子，所述UPS主机的直流输出端通过所述输入/输出端子与所述锂电池连接，其中，所述输入/输出端子与所述锂电池之间分别设有充电控制继电器和放电控制继电器，所述充电控制继电器设置在所述输入/输出端子与所述锂电池之间的充电回路中，所述放电控制继电器设置在所述输入/输出端子与所述锂电池之间的放电回路中，所述温度采集单元的输入端、电压采集单元的输入端、电流采集单元的输入端、DC/DC开关电源的输入端均与所述锂电池的输出端连接，所述温度采集单元的输出端、电压采集单元的输出端、电流采集单元的输出端、DC/DC开关电源的输出端均与所述BMS控制器连接，所述BMS控制器与所述充电控制继电器、放电控制继电器连接。

作为优化，所述BMS控制器为BMS智能集成控制板，型号为P62S60A-CY0912。

作为优化，所述锂电池由若干锂离子电芯串联而成。

作为优化，所述BMS控制器还与主监控***连接。

一种电源***，具有以下技术效果：

1.电源***设计的独特C-V双控模式，在充分满足了用户的个性化需求的同时还极大的加强了***的用电稳定性与持续性。

2.电源***因为采用的是锂电池包，因此电池体积更小，重量更轻，且耐高温，能在较高环境温度下运行；

3.锂电池能量密度是铅酸电池的6~7倍，所以使得用户要求提供更长供电时间而又不再占用过多设备空间的要求得以实现；

4.电池可扩展，客户可根据实际需求选用扩展电池数量，实现带载冗余；

5.锂电池包使用寿命约是铅酸电池的3倍，这也大大减少了电池更换的成本。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种电源***的结构示意图；

图2是电源***中锂电池输出的C-V双控模式工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

如图1-2所示，包括UPS主机1、静态切换单元2、AC/DC整流单元3以及锂电池包4，所述UPS主机1的其中一个输入端与市电7连接，所述UPS主机1的直流输入端与所述锂电池包4的输出端连接，所述UPS主机1的直流输出端与所述锂电池包4的输入端连接，所述UPS主机1的交流输出端与所述静态切换单元2的其中一个输入端连接，所述静态切换单元2的另一个输入端与市电7连接，所述静态切换单元2的输出端与所述AC/DC整流单元3的输入端连接，所述AC/DC整流单元3的输出端与所述直流输出负载6连接。

AC/DC整流单元是将交流电转换为直流电，为现有技术，可以参考专利号为“CN202020534486.8”、专利名称为“一种单相交流电源级联装置”中的AC/DC整流电路。

静态切换单元有独立的两路交流电输入，输出只有其中一路交流电，它会实现输入两路电的快速切换，从而保障后级输出电源的安全，实现输入电的冗余。

具体的，静态切换单元可以为静态切换开关STS，可采用伊顿的双电源静态切换开关，型号为ATS 16A IEC。可以通过控制面板即主监控***设定其中任意一路输入电源为主电源，另一路输入电源为备用电源。只有在主电源故障或手动复位的情况下，STS才会自动在8ms内从主电源切换到备用电源。STS的两路静态开关是严格互锁，STS内还装有手动旁路开关，在STS需要检修时，可以手动地将输入电源切换到旁路开关。进行手动转换时可保证输出不间断。各并联UPS输出端的静态接近0秒输出切换。可以参考专利号为“CN201922132005.0 ”中的静态切换单元。

本实施例中，所述UPS主机1的输出端还与交流输出负载连接。

凡是交流用电的220V就是交流负载，直流用电的就是直流负载，多用于通讯控制，平时所用的办公和家用都是交流负载，通讯电源一般是直流电控制，一般电站也会用到直流负载。这均是现有技术，不再赘述。

本实施例中，所述锂电池包4包括锂电池405、温度采集单元402、电压采集单元403、电流采集单元404、BMS控制器406、DC/DC开关电源408、充电控制继电器401、放电控制继电器407和输入/输出端子409，所述UPS主机1的直流输出端通过所述输入/输出端子409与所述锂电池405连接，其中，所述输入/输出端子409与所述锂电池405之间分别设有充电控制继电器和放电控制继电器，所述充电控制继电器设置在所述输入/输出端子409与所述锂电池405之间的充电回路中，所述放电控制继电器设置在所述输入/输出端子409与所述锂电池405之间的放电回路中，所述温度采集单元402的输入端、电压采集单元403的输入端、电流采集单元404的输入端、DC/DC开关电源的输入端408均与所述锂电池405的输出端连接，所述温度采集单元402的输出端、电压采集单元403的输出端、电流采集单元404的输出端、DC/DC开关电源408的输出端均与所述BMS控制器406连接，所述BMS控制器406与所述充电控制继电器401、放电控制继电器407连接。

DC/DC开关电源为现有技术，可以参考专利号为“CN201520474705.7 ”、专利名称为“DC/DC开关电源输出电压的控制电路”中的DC/DC开关电源。充电控制继电器和放电控制继电器采用市面上一般的型号即可。

输入/输出端子即连接端子，即端子排，采用市面上一般型号即可，其中，电池的充电回路和放电回路为现有技术，也可以参考专利号为“CN201821258783.3 ”、专利名称为“一种电池组充放电回路及一种电动车”中的充电回路和放电回路，其中，输入/输出端子为上述专利中附图1的“B、V、R”的共同节点。

本实施例中，所述锂电池405由若干锂离子电芯串联而成。

锂离子电芯对DC/DC开关电源提供电量，DC/DC开关电源对BMS控制器提供电源，将采集到的电池的温度、电压和电流输送给BMS控制器，以便对锂离子电芯进行实时监控，BMS控制器控制继电器开/关来控制Fel锂电池包的充、放电，控制器与继电器的连接为现有技术，同时，BMS控制器对锂电池的控制也为现有技术，这里不再赘述了。

电池的温度采集、电压采集、电流采集均为现有技术，温度采集单元采集锂离子电芯的温度，可以采用热敏电阻，电路图可以参考专利号为“CN201921509891.8”、专利名称为“一种多通道电池温度采集电路”中的“电池温度采集单元”；电压采集单元采集串联的锂电池包的电压，可以参考专利号为“CN201820350664.4”、专利名称为“一种低成本串联电池组单体电池电压采集电路”中的电压采集模块，电流采集单元采集锂电池包的放电电流，可以参考专利号为“CN201610607984.9”、专利名称为“电池保护电路、电池及移动终端”中的电流采集电路。

本实施例中，所述BMS控制器为BMS智能集成控制板，型号为P62S60A-CY0912。

本实施例中，所述BMS控制器406还与主监控***8连接。

主监控***即上位机，上位机对BMS控制器的连接以及控制均为现有技术，可以参考专利号为“CN201711479279.6 ”、专利名称为“一种适用于BMS***测试的多功能电池包模拟台架及其模拟方法”的专利，这里就不再赘述了。

同时，电源***中的锂电池包输出采用的是C-V双控模式，即用户在使用电源***时，根据设备用途的重要程度（一般重要、非常重要）而选择Fel锂电池包相对应的输出模式。即用户通过上位机MODBUS通讯发送指令代码给BMS主控制板（一般重要对应代码0；非常重要对应代码1）,然后主控板根据用户指令控制放电继电器的动作（断开或闭合）。如果输入指令是0，那么这时候锂电池包的放电继电器会根据电池包设定的参数进行动作，可以断开也可以闭合，为普通模式；如果输入指令是1，那么这时候放电继电器将长期处于闭合状态，不再受电池包其他相关参数的影响，将持续为***提供直流电源，直到电池包电量为0。

锂电池包内有BMS集成式智能控制***，从而更容易监控电芯的变量，如电压、充电状态、电流、温度和其他关键变量，同时可以自动根据这些变量进行充电电压、电流的调节，使其在正常的范围内工作。这些变量也可以通过RS485口上传给主监控***，反馈给用户，让用户对***的运行状况了如指掌。

上述功能的实现均可以由型号为P62S60A-CY0912的BMS智能集成控制板实现，实现方式可以参考专利号为“CN201910409093.6 ”、专利名称为“通过呼吸灯提示通知的方法、***、装置及可存储介质”对呼吸灯的实现方法。

本实用新型所说的连接为电连接，同时，本实用新型一种Felpad电源***具体实施，可能涉及到实用软件，但所使用的软件均是本领域技术人员最常用的软件，并且，并非专利申请权利要求所要保护的范围。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变动。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (3)

1.一种电源***，其特征在于，包括UPS主机（1）、静态切换单元（2）、AC/DC整流单元（3）以及锂电池包（4），所述UPS主机（1）的其中一个输入端与市电（7）连接，所述UPS主机（1）的直流输入端与所述锂电池包（4）的输出端连接，所述UPS主机（1）的直流输出端与所述锂电池包（4）的输入端连接，所述UPS主机（1）的交流输出端与所述静态切换单元（2）的其中一个输入端连接，所述静态切换单元（2）的另一个输入端与市电（7）连接，所述静态切换单元（2）的输出端与所述AC/DC整流单元（3）的输入端连接，所述AC/DC整流单元（3）的输出端与所述直流输出负载（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电源***，其特征在于，所述UPS主机（1）的输出端还与交流输出负载（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种电源***，其特征在于，所述锂电池（405）由若干锂离子电芯串联而成。

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