一种一体化直流系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种可减少放电能量浪费，使用寿命长的一体化直流系统。该直流系统包括蓄电池组以及充电模块，关键在于还包括放电模块、监控模块和控制模块，所述放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口，所述监控模块分别与蓄电池组和控制模块连接，所述控制模块与所述充电模块和放电模块连接，所述充电模块和放电模块均与蓄电池组连接。且控制模块可对充电模块进行控制实现对蓄电池活化的功能。本实用新型专利技术的直流系统通过一体化设计，使直流系统的维护、监控在单一平台实现，满足了直流系统信息化、维护自动化的需要，延长了直流系统的使用寿命，节省了用户维护成本。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及蓄电池
，具体涉及一种一体化直流系统。

技术介绍

直流系统广泛应用于通信、信息处理的各个领域。传统的直流系统主要由整流器和蓄电池组成，直流系统具备简单的监控功能，包括整流器、蓄电池状态信息等。
在实际使用中，蓄电池组是整个直流系统的心脏。蓄电池作为化学、物理共同作用的储能装置，它的性能参数很多是不可以直接获取的，因此，蓄电池的有效管理是直流系统的薄弱环节。蓄电池如果得不到科学的管理维护，很容易造成容量下降，甚至失效。
目前，大部分用户已经意识到蓄电池的重要性，但是，对蓄电池监控维护暂时没有有效的解决方案。常规的做法是给蓄电池安装在线监测系统，监控蓄电池的质量。但是，加装的监测系统成本昂贵，在推广方面存在很大的困难，无法普遍使用。
除此之外，蓄电池的维护目前主要依靠人工维护，其中定期的进行放电是最重要的工作。蓄电池放电维护是一个劳动强度很大，安全性要求极高的工作。一次标准的放电核容工作耗费的时间超过20小时。
再者，蓄电池放电本身还存在很多问题，其中最大的问题是传统的蓄电池放电，都是把蓄电池的能量转换为热量浪费掉，特别是在机房内部放电时，蓄电池放电产生的巨大热量还需要空调等辅助设备把热量散发，加大能源浪费。
更进一步的，蓄电池作为易耗品，如果没有技术手段对它进行再生处理，一般的蓄电池只有3-5年的使用寿命。也就是说，常规的直流系统往往3-5年就需要更换蓄电池，这个环节需要投入很大的成本。另外，蓄电池报废后，如果没有科学的回收处理，会给环境造成巨大的污染。
专利技术内容
本技术的目的是提出一种可减少放电能量浪费，使用寿命长的一体化直流系统。
根据本技术提供的一体化直流系统，包括蓄电池组以及充电模块，其特征在于还包括放电模块、监控模块和控制模块，所述放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口，所述监控模块分别与蓄电池组和控制模块连接，所述控制模块与所述充电模块和放电模块连接，所述充电模块和放电模块均与蓄电池组连接。
本技术的一体化直流系统，通过设置具备可与市电网连接放电的并网接口的放电模块，一方面可以使蓄电池定期维护放电的能量回馈电网，节约能源，并且放电过程无需人工值守干预，实现了智能化，提高工作效率；另一方面放电模块可以作为监控模块的一部分，采取瞬间放电的方式，采用直流放电法评估蓄电池的性能，从而减少监控模块的监控设备需求，节省成本；监控模块采集蓄电池的各种状态数据，并将蓄电池的状态数据发送至控制模块，控制模块控制直流系统的运行，并承担直流系统状态数据显示和对外部数据交互的作用，同时根据监控模块的蓄电池的状态数据和充电模块以及放电模块的状态数据，与控制模块内系统存储数据对比，出现异常时报警，保证直流系统的安全。
进一步的，所述充电模块为具备活化电压输出的充电模块，所述活化电压大于或等于所述蓄电池组的最低活化电压。通过具备活化电压输出的充电模块对直流系统的蓄电池组进行活化再生处理，可极大减少蓄电池报废成本，减少环境污染。
进一步的，所述蓄电池组的每个蓄电池单体均设置有采用自供电方式与蓄电池单体连接的的单体监测模块，所述单体监测模块通过无线方式与所述监控模块连接。对每个蓄电池单体均设置单体检测模块，可以及时发现异常蓄电池单体，进行相应处理，避免风险；单体检测模块采用自供电方式与蓄电池单体连接，并通过无线方式与监控模块连接，可减少连接导线，避免布线工作，提高安装维护效率。
进一步的，所述控制模块具有可与外部进行数据交互的有线/无线接口，以方便实现直流系统的无人值守监控。
附图说明
图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
如图1，本技术的一体化直流系统，包括蓄电池组以及充电模块，放电模块、监控模块和控制模块，放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口，监控模块分别与蓄电池组和控制模块连接，控制模块与充电模块和放电模块连接，充电模块和放电模块均与蓄电池组连接。
实施例1：
实际应用中，直流系统有不同电压等级、不同功率等级的要求，也有不同供电环境的要求，本实施例针对一个包含48V、蓄电池单体为2V、容量500AH的蓄电池组的直流系统做详细说明。
首先，充电模块：针对本实施例的直流系统，常规配置该充电模块最大充电电流在100A，它需要满足负载常规工作负载在50A左右的需求，还需要满足蓄电池最大充电电流50A的需求。蓄电池组的最低放电截止电压在43.2V，因此，这个模块的最低输出电压设定在43V。常规的蓄电池均充电压在56V，而本技术的充电模块为具备活化电压输出的充电模块，充电模块的活化电压大于蓄电池组的最低活化电压64V，因此本实施例的充电模块的最大输出电压设定为65V。实际使用中，考虑一定的功率余量，本实施例采用4个3千瓦的充电模块并联使用。
放电模块：本实施例的放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口。针对本实施例的直流系统的配置，按照0.1C放电的国际惯例，可设置放电模块的常规放电电流为50A。当蓄电池处于最高电压时，蓄电池组的最大放电功率是2500W，本实施例配置3000W的逆变放电模块即可满足蓄电池组放电的要求。该逆变放电模块一是作为蓄电池定期核对容量时放电使用，其二是作为蓄电池监控功能的一个模块使用。作为核对蓄电池容量使用时，它按照控制模块的要求，对蓄电池进行恒流放电，蓄电池放电的能量全部回馈电网；作为蓄电池监控功能的一个模块使用时，逆变放电模块采取瞬间放电方式，采用直流放电法评估蓄电池的性能，结合监控模块的监测数据，形成蓄电池的放电报告。
监控模块：本实施例的监控模块采用24个单体监测模块测试蓄电池组单体的电压、温度、内阻数据，每个单体监测模块采取无线方式与监控模块进行通信。考虑整个监控系统连接方便、美观等因素，单体监测模块采取蓄电池自供电方式，避免外部供电需要布线工作。
控制模块：控制模块通过内部总线与充电模块和放电模块连接，直接读取充电模块和放电模块的参数信息，无需再加装外部监测装置。考虑到控制模块需要进行大量的数据存储，同时，要具备有可与外部进行数据交互的有线和无线接口，可采用ARM9处理器作为控制模块的核心。实际应用中，控制模块可配置触摸屏，方便本地浏览、设置直流系统的数据。控制模块的无线接口可以是TCP/IP接口，有线接口为RS232/RS485接口。RS232/RS485接口可供下载直流系统数据，也可挂接3G/4G无线模块，通过3G/4G模块实现无线联网数据交互。控制模块还需要配置干接点报警接口，以驱动声光告警或者其他告警输出装置。
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【技术保护点】
一种一体化直流系统,包括蓄电池组以及充电模块，其特征在于还包括放电模块、监控模块和控制模块，所述放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口，所述监控模块分别与蓄电池组和控制模块连接，所述控制模块与所述充电模块和放电模块连接，所述充电模块和放电模块均与蓄电池组连接。

【技术特征摘要】
1.一种一体化直流系统,包括蓄电池组以及充电模块，其特征在于还包括放电模块、监控模块和控制模块，所述放电模块具备可与市电网连接放电的并网接口，所述监控模块分别与蓄电池组和控制模块连接，所述控制模块与所述充电模块和放电模块连接，所述充电模块和放电模块均与蓄电池组连接。
2.根据权利要求1所述的一体化直流系统，其特征在于所述充电模块为具备活化电压输出的充电模块，所述活化...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄尚南，李雪玲，屈世云，蔡剑华，
申请(专利权)人：广州泓淮能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44