CN218161838U - 高压储能控制电路及储能高压箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高压储能控制电路及储能高压箱，其电路包括电池组、用于控制该高压储能控制电路与供电母线的通断的隔离开关单元、用于根据预充指令控制电池组以第一充电电流值进行充电的预充开关单元、用于将电池组的充电电流值切换为第二充电电流值的充电开关单元、用于在常用电源失电时使电池组向负载供电的应急开关单元、用于输出预充指令及监控电池组的状态的控制单元。本实用新型不仅能够为负载提供稳定的应急电源，而且电路结构简单，还方便对部件进行检修和更换，并且在电池组满电时对电池组实现了完全关断，有效防止电池组因浮充受损，对延长电池组寿命起到积极作用。

Description

高压储能控制电路及储能高压箱

技术领域

本实用新型涉及高压箱技术领域，尤其涉及一种高压储能控制电路及储能高压箱。

背景技术

在发电厂中，直流***主要使用铅酸蓄电池作为后备电源蓄电池，在直流***需要较大输出负荷或充电器无法提供足够能量时，由蓄电池向负载供能，在交流电源或充电器发生故障时，也是由蓄电池经充电器向负载供能，以保证在要求时间内为下游设备提供可靠电源，从而保障发电厂机组运行安全。但铅酸蓄电池存在能量密度相对低、寿命短、体积笨重、需要浮充等缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提供一种高压储能控制电路及储能高压箱。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高压储能控制电路，包括：

电池组；

隔离开关单元，用于控制该高压储能控制电路与供电母线的通断；

预充开关单元，与所述隔离开关单元和所述电池组连接，用于根据预充指令控制所述电池组以第一充电电流值进行充电；

充电开关单元，与所述隔离开关单元和所述电池组连接，用于将所述电池组的充电电流值切换为第二充电电流值；

应急开关单元，与所述隔离开关单元和所述电池组连接，用于在常用电源失电时使所述电池组向负载供电；

控制单元，与所述预充开关单元和电池组连接，用于输出所述预充指令，以及监控所述电池组的状态。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，所述电池组为锂电池组。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，所述预充开关单元包括预充电阻和预充继电器；

所述隔离开关单元经所述预充电阻和预充继电器的常开触点电路连接至所述电池组的正极，所述预充继电器的励磁线圈连接所述控制单元。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，充电开关单元包括充电接触器RL1；所述隔离开关单元经所述充电接触器RL1的常开触点电路连接至所述电池组的正极。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，所述应急开关单元包括二极管D1，以及设置在所述二极管D1上的散热件；所述二极管D1的阴极连接所述隔离开关单元，所述二极管D1的阳极连接所述电池组的正极。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，所述控制单元包括电压转换单元、分流器和主控单元和电压人机交互单元；

所述电压转换单元的输入电源正极连接所述电池组的正极，所述电压转换单元的输入电源负极连接所述分流器的输入端和隔离开关单元，所述电压转换单元的输出正极端连接所述主控单元的供电端，所述电压转换单元的输出负极端连接所述主控单元的接地端，所述分流器的输出端连接所述电池组的负极，所述分流器的电流采样端连接所述主控单元的采样输入端，所述主控单元的第一通信端连接所述人机交互单元，所述主控单元的预充指令输出端连接所述预充继电器的励磁线圈。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，还包括所述电压采集卡单元；所述主控单元的第二通信端连接所述电压采集卡单元的通信端，所述电压采集卡单元的采样总线连接所述电池组。

在本实用新型所述的高压储能控制电路中，还包括保险管FU1、急停开关K2、运行指示灯L1和报警指示灯L2；

所述电池组的正极连接所述保险管FU1的输入端，所述保险管FU1的输出端连接所述预充继电器的常开触点电路的输出端、充电接触器RL1的常开触点电路的输出端、二极管D1的阳极和电压转换单元的输入电源正极，所述保险管FU1的输出端经所述急停开关K2连接至电压转换单元的输入电源正极，所述运行指示灯L1连接所述主控单元的运行指示控制端，所述报警指示灯L2连接所述主控单元的报警指示控制端。

本实用新型还提供一种储能高压箱，包括箱体和本实用新型实施例提供的高压储能控制电路；所述隔离开关单元、预充开关单元、充电开关单元、应急开关单元和控制单元设置在所述箱体内。

在本实用新型所述的储能高压箱中，所述箱体内还设有用于固定所述隔离开关单元、预充开关单元、充电开关单元和应急开关单元的底台，以及设置在所述隔离开关单元、预充开关单元、充电开关单元和应急开关单元与所述底台之间的绝缘件。

本实用新型具有以下有益效果：通过隔离开关单元控制高压储能控制电路与供电母线的通断，以便进行检修工作；利用预充开关单元控制电池组以第一充电电流值进行充电，以避免电池组因瞬间电流太大而产生火花，导致电池组及其他电子元件因而损坏；在第一充电电流值稳定下来后，通过充电开关单元使电池组的充电电流值切换为第二充电电流值，以提高充电效率；在供电母线失电时，应急开关单元使电池组向负载供电，以避免下游设备失电停运，从而有效保障负载运行正常；并且还通过控制单元监控电池组的状态，使工作人员能及时知晓电池组的状况，当发现异常时，可以及时执行处理措施。本实用新型不仅能够为负载提供稳定的应急电源，而且电路结构简单，还将各开关单元和控制单元进行集中设置，方便对部件进行检修和更换，并且在电池组满电时对电池组实现了完全关断，有效防止电池组因浮充受损，对延长电池组寿命起到积极作用。

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是本实用新型提供的高压储能控制电路的电路图；

图2是本实用新型提供的储能高压箱的结构图一；

图3是本实用新型提供的储能高压箱的结构图二。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，本实用新型提供了一种高压储能控制电路，包括电池组2、隔离开关单元3、预充开关单元4、充电开关单元5、应急开关单元6和控制单元7。

在一些实施例中，电池组2可以为由多节锂电池组成的锂电池组。

隔离开关单元3用于控制该高压储能控制电路与供电母线的通断，参考图1，在隔离开关单元3开闸时，可以使高压储能控制电路与充电器断开，实现对高压储能控制电路的电气隔离，以便对该电路进行检修。其中，隔离开关单元3可以为隔离开关。

如图1所示，预充开关单元4与隔离开关单元3和电池组2连接，预充开关单元4用于根据预充指令控制电池组2以第一充电电流值进行充电。

在一些实施例中，如图1所示，预充开关单元4包括预充电阻41和预充继电器42。隔离开关单元3经预充电阻41和预充继电器42的常开触点电路连接至电池组2的正极，预充继电器42的励磁线圈连接控制单元7。另外，可以通过调节预充电阻41的阻值以调节第一充电电流值。

如图1所示，充电开关单元5与隔离开关单元3和电池组2连接，充电开关单元5用于将电池组2的充电电流值切换为第二充电电流值。其中，第二充电电流值大于第一充电电流值。

在一些实施例中，如图1所示，充电开关单元5包括充电接触器RL1；隔离开关单元3经充电接触器RL1的常开触点电路连接至电池组2的正极，可以通过拨动充电接触器RL1的操作杆控制充电接触器RL1的开合闸。在一实施例中，还可以将充电接触器RL1的励磁线圈连接到控制单元7(未图示)，以接收充电指令，从而控制充电接触器RL1的开合闸。

如图1所示，应急开关单元6与隔离开关单元3和电池组2连接，应急开关单元6用于在常用电源失电时使电池组2向负载供电。

在一些实施例中，如图1所示，应急开关单元6包括二极管D1。二极管 D1的阴极连接隔离开关单元3，二极管D1的阳极连接电池组2的正极。在一些实施例中，由于为避免二极管D1因长时间导通发热损坏，在二极管D1 上还设置散热件(未图示)。

如图1所示，控制单元7与预充开关单元4和电池组2连接，控制单元7 用于输出预充指令，以及监控电池组2的状态，包括监测电池组2的电压和电流。

在一些实施例中，如图1所示，控制单元7包括电压转换单元71、分流器72和主控单元73和电压人机交互单元74。电压转换单元71的输入电源正极连接电池组2的正极，电压转换单元71的输入电源负极连接分流器72的输入端和隔离开关单元3，电压转换单元71的输出正极端连接主控单元73的供电端，电压转换单元71的输出负极端连接主控单元73的接地端，分流器 72的输出端连接电池组2的负极，分流器72的电流采样端连接主控单元73 的采样输入端，主控单元73的第一通信端连接人机交互单元74，主控单元 73的预充指令输出端连接预充继电器42的励磁线圈。

其中，电压转换单元71可以为DC-DC转换模块，用于对电池组2的输出电压进行电压转换，为主控单元73提供合适的工作电压，其DCin+引脚对应为输入电源正极，DCin-引脚对应为输入电源负极，24V+引脚对应为输出正极端，24V-引脚对应为输出负极端；主控单元73用于输出预充指令，并与分流器72配合使用，采集电池组2的输入电流，其485A引脚和485B引脚为第一通信端，CAN0H引脚和CAN0L为第二通信端，RL4+引脚和RL4-引脚为预充指令输出端，SHUNT+引脚和SHUNT-引脚为采样输入端，RL5+引脚和 RL5-引脚为运行指示控制端，RL6+引脚和RL6-引脚为报警指示控制端；人机交互单元74用于显示电池组的状态，包括显示电池组2的电压和输出电流。

在一些实施例中，分流器72可以为电阻，其电流采样端对应为电阻的两端，其输入、输出端也对应为电阻的两端。

在一些实施例中，为了全面监测每一节电池的状态，如图1所示，该高压储能控制电路还包括电压采集卡单元8。主控单元73的第二通信端连接电压采集卡单元8的通信端，电压采集卡单元8的采样总线连接电池组2。更具体的，电压采集卡单元8的采样总线包括若干电压采样端口，这些电压采样端口分别与每节电池一一对应连接，进而测量每一节电池的电压；主控单元 73与电压采集卡单元8通过CAN协议进行通讯。可以理解的，可以通过人机交互单元74显示每节电池的电压。

在一些实施例中，如图1所示，该高压储能控制电路还包括保险管FU1、急停开关K2、运行指示灯L1和报警指示灯L2。其中，急停开关K2可以为自锁开关。电池组2的正极连接保险管FU1的输入端，保险管FU1的输出端连接预充继电器42的常开触点电路的输出端、充电接触器RL1的常开触点电路的输出端、二极管D1的阳极和电压转换单元71的输入电源正极，保险管FU1的输出端经急停开关K2连接至电压转换单元71的输入电源正极，运行指示灯L1连接主控单元73的运行指示控制端，报警指示灯L2连接主控单元73的报警指示控制端。急停开关K2用于控制电压转换单元71的输入电源通断，进而控制主控单元7是否工作；可以通过点亮运行指示灯L1，来表征控制单元7处于运行状态；可以点亮报警指示灯L2来表示控制单元7发现了异常状况，从而起到警示作用。

参考图1，该高压储能控制电路的工作原理如下：在非检修情况下，隔离开关单元3处于合闸状态：当主控单元73检测到电池组2满电时，则预充继电器42和充电接触器RL1完全关断，且此时二极管D1处于截止状态，供电母线不向电池组2供电，且不会产生浮充电流，避免对电池组2造成损害，有效提升电池组的寿命；当供电母线失电时，导致二极管D1的阴极电压下降，二极管D1导通，电池组2向供电母线供电，从而进入应急状态；当主控单元 73检测到电池组2处于非满电状态时，主控单元73输出预充指令，使预充继电器42励磁，其常开触点电路吸合，使电池组2的正极与供电母线导通，进而以第一充电电流值对电池组2进行充电，以避免输入电池组2的瞬间电流太大而产生火花，导致电池组及其他电子元件因而损坏；在第一充电电流值稳定下来后，工作人员可以通过手动合闸充电接触器RL1，相当于将预充开关单元4的两端短接，使电池组2以第二充电电流值进行充电，从而提高充电效率；主控单元73还通过分流器72和电压采集卡单元8，获取电池组电压和电流，以及每节电池的电压，并控制人机交互单元74将这些参数显示出来，使工作人员能及时知晓电池组的状况。

参考图2和图3，本实用新型还提供一种储能高压箱，包括箱体1和本实用新型实施例中提供的高压储能控制电路；隔离开关单元3、预充开关单元4、充电开关单元5、应急开关单元6和控制单元7设置在箱体1内。

在一些实施例中，如图2和图3，箱体1内还设有用于固定隔离开关单元 3、预充开关单元4、充电开关单元5和应急开关单元6的底台12，以及设置在隔离开关单元3、预充开关单元4、充电开关单元5和应急开关单元6与底台12之间的绝缘件15。进而使各开关单元和控制单元进行集中设置，以便工作人员对部件进行检修和更换。

在一些实施例中，如图3，箱体1内还设有外壳11、外壳压条13，以及用于固定电压转换单元71的底板14。

可以理解的，本实用新型不仅能够为负载提供稳定的应急电源，而且电路结构简单，在检修或更换部件时也十分便利，并且在电池组满电时对电池组实现了完全关断，有效防止电池组因浮充受损，对延长电池组寿命起到积极作用。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种高压储能控制电路，其特征在于，包括：

电池组(2)；

隔离开关单元(3)，用于控制该高压储能控制电路与供电母线的通断；

预充开关单元(4)，与所述隔离开关单元(3)和所述电池组(2)连接，用于根据预充指令控制所述电池组(2)以第一充电电流值进行充电；

充电开关单元(5)，与所述隔离开关单元(3)和所述电池组(2)连接，用于将所述电池组(2)的充电电流值切换为第二充电电流值；

应急开关单元(6)，与所述隔离开关单元(3)和所述电池组(2)连接，用于在常用电源失电时使所述电池组(2)向负载供电；

控制单元(7)，与所述预充开关单元(4)和电池组(2)连接，用于输出所述预充指令，以及监控所述电池组(2)的状态。

2.根据权利要求1所述的高压储能控制电路，其特征在于，所述预充开关单元(4)包括预充电阻(41)和预充继电器(42)；

所述隔离开关单元(3)经所述预充电阻(41)和预充继电器(42)的常开触点电路连接至所述电池组(2)的正极，所述预充继电器(42)的励磁线圈连接所述控制单元(7)。

3.根据权利要求2所述的高压储能控制电路，其特征在于，所述充电开关单元(5)包括充电接触器RL1；所述隔离开关单元(3)经所述充电接触器RL1的常开触点电路连接至所述电池组(2)的正极。

4.根据权利要求3所述的高压储能控制电路，其特征在于，所述应急开关单元(6)包括二极管D1，以及设置在所述二极管D1上的散热件；所述二极管D1的阴极连接所述隔离开关单元(3)，所述二极管D1的阳极连接所述电池组(2)的正极。

5.根据权利要求2至4任一项所述的高压储能控制电路，其特征在于，所述控制单元(7)包括电压转换单元(71)、分流器(72)和主控单元(73)和电压人机交互单元(74)；

所述电压转换单元(71)的输入电源正极连接所述电池组(2)的正极，所述电压转换单元(71)的输入电源负极连接所述分流器(72)的输入端和隔离开关单元(3)，所述电压转换单元(71)的输出正极端连接所述主控单元(73)的供电端，所述电压转换单元(71)的输出负极端连接所述主控单元(73)的接地端，所述分流器(72)的输出端连接所述电池组(2)的负极，所述分流器(72)的电流采样端连接所述主控单元(73)的采样输入端，所述主控单元(73)的第一通信端连接所述人机交互单元(74)，所述主控单元(73)的预充指令输出端连接所述预充继电器(42)的励磁线圈。

6.根据权利要求5所述的高压储能控制电路，其特征在于，还包括电压采集卡单元(8)；所述主控单元(73)的第二通信端连接所述电压采集卡单元(8)的通信端，所述电压采集卡单元(8)的采样总线连接所述电池组(2)。

7.根据权利要求5所述的高压储能控制电路，其特征在于，还包括保险管FU1、急停开关K2、运行指示灯L1和报警指示灯L2；

所述电池组(2)的正极连接所述保险管FU1的输入端，所述保险管FU1的输出端连接所述预充继电器(42)的常开触点电路的输出端、充电接触器RL1的常开触点电路的输出端、二极管D1的阳极和电压转换单元(71)的输入电源正极，所述保险管FU1的输出端经所述急停开关K2连接至所述电压转换单元(71)的输入电源正极，所述运行指示灯L1连接所述主控单元(73)的运行指示控制端，所述报警指示灯L2连接所述主控单元(73)的报警指示控制端。

8.根据权利要求1所述的高压储能控制电路，其特征在于，所述电池组(2)为锂电池组。

9.一种储能高压箱，其特征在于，包括箱体(1)和权利要求1至8任一项所述的高压储能控制电路；所述隔离开关单元(3)、预充开关单元(4)、充电开关单元(5)、应急开关单元(6)和控制单元(7)设置在所述箱体(1)内。

10.根据权利要求9所述的储能高压箱，其特征在于，所述箱体(1)内还设有用于固定所述隔离开关单元(3)、预充开关单元(4)、充电开关单元(5)和应急开关单元(6)的底台(12)，以及设置在所述隔离开关单元(3)、预充开关单元(4)、充电开关单元(5)和应急开关单元(6)与所述底台(12)之间的绝缘件(15)。

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