一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，该装置包括锂电池系统以及与锂电池系统电连接的直流母线，直流母线一端连接直流负载、另一端连接开关电源的一端，开关电源另一端连接市电；本实用新型专利技术在市电正常时，市电通过开关电源给直流负载供电，并给锂电池系统充电，当市电断开时，由锂电池系统放电，供电给直流负载，从而达到不间断直流供电的效果，在市电断电时实现后备锂电池的Oms响应供电，避免直流负载出现瞬间断电的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置
本技术属于不间断直流供电
，具体是一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置。
技术介绍
在能源危机和环境污染问题的压力下，原有的铅酸电池因密度低、寿命短、维护麻烦、污染性等问题日益突出，锂离子电池的能量由于密度高、质量轻、安全性能好，易维护等优势应用范围和领域越来越广，随着锂离子电池技术的成熟，越来越多的场合取代铅酸电池。在不间断直流电源系统中，对后备电池系统在线性要求较高，不仅需要常规的短路、过充过放断开保护等，更要求在交流停电时需0ms切换至电池供电以保障直流负载不能断电。现有的锂电池系统主回路大多使用熔断器加接触器的组合，目前锂电池常规的保护方法是，当电池管理单元检测到锂电池到充电截止电压或放电截止电压时，断开接触器，对锂电池进行保护。当电池需要投入使用时，再合上接触器。而接触器作为继电器型开关，切换速度较慢，不能满足不间断直流电源系统对后备电池要求的0ms投入，从而造成短暂的断电事故。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，采用双向可控硅与接触器并联，并与熔断器和隔离开关串联的方式，作为锂离子电池的主回路保护器件，当锂电池组需要保护时，切断正/负极接触器和双向可控硅，当锂电池组需要投入负载时，先合上所述双向可控硅，可控硅作为无触点开关，可以0ms打开，实现后备电池不间断供电，避免负载断电事故。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，包括锂电池系统以及与所述锂电池系统电连接的直流母线；所述直流母线一端连接直流负载，另一端连接开关电源的一端；所述开关电源另一端连接市电，其特征在于，所述锂电池系统包括：锂电池组、正极熔断器、负极熔断器、正极接触器、负极接触器、双向可控硅、电池管理装置、DC/DC电源、电流互感器和隔离开关；所述锂电池组用于在市电断开时给所述直流母线供电；所述正极熔断器和负极熔断器用于保护所述锂电池组；所述正极接触器/负极接触器与所述双向可控硅并联，用于连通所述锂电池组和所述直流母线；所述DC/DC电源用于给所述电池管理装置供电；所述电流互感器用于检测所述锂电池系统的回路电流；所述隔离开关用于控制所述直流母线与所述锂电池组的连通/断开；所述电池管理装置用于对所述锂电池组的电压和回路电流以及所述直流母线的电压进行检测，并用于对所述正极接触器、负极接触器和双向可控硅的开/合状态进行控制。当市电正常时，市电通过所述开关电源给直流负载供电，并给所述锂电池组充电；当检测到所述直流母线的电压为零时，即表示市电断开，所述电池管理装置先控制所述双向可控硅闭合，再控制所述正极接触器和负极接触器闭合，从而实现所述锂电池系统的快速响应供电，即0ms响应供电。优选地，所述电池管理装置包括：工作电源模块、电流检测模块、电池电压检测模块、开/合控制模块、接触器控制模块和母线电压检测模块。具体地，所述工作电源模块的正极和负极分别连接所述DC/DC电源输出端的正极和负极，所述DC/DC电源输入端的正极和负极分别连接所述正极熔断器和所述负极熔断器，所述正极熔断器和所述负极熔断器分别连接所述锂电池组的正极和负极；所述正/负极熔断器用于保护所述锂电池组，当所述锂电池组电路出现短路时，所述正/负极熔断器会过流发热熔断从而切断电流回路达到保护所述锂电池组的作用。具体地，所述电流检测模块连接所述电流互感器，所述电流互感器设置在所述锂电池组的电流回路上，所述电流互感器用于检测所述锂电池组电路的电流，并将检测到的电流反馈给所述电流检测模块。具体地，所述电池电压检测模块的正极和负极分别连接所述正极熔断器和所述负极熔断器，所述电池电压检测模块用于检测所述锂电池组的电池电压。具体地，所述开/合控制模块与所述双向可控硅电连接，所述开/合控制模块用于控制所述双向可控硅的闭合与断开。具体地，所述接触器控制模块的正极与负极分别连接所述正极接触器和所述负极接触器，所述接触器控制模块用于控制所述正极接触器和所述负极接触器的连通和断开。具体地，所述母线电压检测模块与所述隔离开关电连接，当所述隔离开关连通时，所述母线电压检测模块用于检测所述直流母线的端电压。具体地，所述正极熔断器与所述正极接触器和所述双向可控硅电连接，所述负极熔断器与所述负极接触器电连接；所述正极接触器与所述双向可控硅并联后再与所述正极熔断器和所述隔离开关串联，所述负极熔断器与所述负极接触器和所述隔离开关串联；作为锂电池组的主回路保护器件，当锂电池组需要保护时，切断所述正/负极接触器和所述双向可控硅，当锂电池需要投入负载时，先合上所述双向可控硅，可控硅作为无触点开关，可以0ms打开，实现后备电池不间断供电，避免负载断电事故。当锂电池组需要维修时，通过断开所述隔离开关实现所述直流母线与所述锂电池组的完全分离，从而保障人员安全。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、通过接触器和双向可控硅并联的保护方案，不仅实现锂电池组的自身保护，且能0ms投入使用，避免直流负载瞬时断电，并解决了双向可控硅的发热和损耗问题；2、本技术的锂电池系统是独立设置于直流母线上的，不仅可以用于不间断直流电源系统，还可以用于其他不间断供电系统，使得本技术的应用领域更加宽泛。附图说明图1为本技术中不间断直流电源系统拓扑图；图2为本技术中锂电池系统原理图；图中：100、开关电源；200、直流母线；300、锂电池系统；301、锂电池组；302、正极熔断器；303、负极熔断器；304、正极接触器；305、双向可控硅；306、负极接触器；307、电池管理装置；3071、工作电源模块；3072、电流检测模块；3073、电池电压检测模块；3074、开/合控制模块；3075、接触器控制模块；3076、母线电压检测模块；308、DC/DC电源；309、电流互感器；310、隔离开关。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1、2所述，本实施例提供了一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，包括锂电池系统300以及与所述锂电池系统300电连接的直流母线200；所述直流母线200一端连接直流负载，另一端连接开关电源100的一端；所述开关电源100另一端连接市电，其特征在于，所述锂电池系统300包括：锂电池组301、正极熔断器302、负极熔断器303、正极接触器304、负极接触器306、双向可控硅305、电池管理装置307、DC/DC电源308、电流互感器309和隔离开关310；所述锂电池组301用于在市电断开时给所述直流母线200供电；所述正极熔断器302和负极熔断器303用于保护所述锂电池组301；所述正极接触器304/负极接触器306与所述双向可控硅305并联，用于连通所述锂电池组301和所述直流母线200；所述DC/DC电源3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，包括锂电池系统(300)以及与所述锂电池系统(300)电连接的直流母线(200)；所述直流母线(200)一端连接直流负载，另一端连接开关电源(100)的一端；所述开关电源(100)另一端连接市电，其特征在于，所述锂电池系统(300)包括：锂电池组(301)、正极熔断器(302)、负极熔断器(303)、正极接触器(304)、负极接触器(306)、双向可控硅(305)、电池管理装置(307)、DC/DC电源(308)、电流互感器(309)和隔离开关(310)；所述锂电池组(301)用于在市电断开时给所述直流母线(200)供电；所述正极熔断器(302)和负极熔断器(303)用于保护所述锂电池组(301)；所述正极接触器(304)/负极接触器(306)与所述双向可控硅(305)并联，用于连通所述锂电池组(301)和所述直流母线(200)；所述DC/DC电源(308)用于给所述电池管理装置(307)供电；所述电流互感器(309)用于检测所述锂电池系统(300)的回路电流；所述隔离开关(310)用于控制所述直流母线(200)与所述锂电池组(301)的连通/断开；所述电池管理装置(307)用于对所述锂电池组(301)的电压和回路电流以及所述直流母线(200)的电压进行检测，并用于对所述正极接触器(304)、负极接触器(306)和双向可控硅(305)的开/合状态进行控制；当市电正常时，市电通过所述开关电源(100)给直流负载供电，并给所述锂电池组(301)充电；当检测到所述直流母线(200)的电压为零时，即表示市电断开，所述电池管理装置(307)先控制所述双向可控硅(305)闭合，再控制所述正极接触器(304)和负极接触器(306)闭合，从而实现所述锂电池系统(300)的快速响应供电。...

【技术特征摘要】
1.一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，包括锂电池系统(300)以及与所述锂电池系统(300)电连接的直流母线(200)；所述直流母线(200)一端连接直流负载，另一端连接开关电源(100)的一端；所述开关电源(100)另一端连接市电，其特征在于，所述锂电池系统(300)包括：锂电池组(301)、正极熔断器(302)、负极熔断器(303)、正极接触器(304)、负极接触器(306)、双向可控硅(305)、电池管理装置(307)、DC/DC电源(308)、电流互感器(309)和隔离开关(310)；所述锂电池组(301)用于在市电断开时给所述直流母线(200)供电；所述正极熔断器(302)和负极熔断器(303)用于保护所述锂电池组(301)；所述正极接触器(304)/负极接触器(306)与所述双向可控硅(305)并联，用于连通所述锂电池组(301)和所述直流母线(200)；所述DC/DC电源(308)用于给所述电池管理装置(307)供电；所述电流互感器(309)用于检测所述锂电池系统(300)的回路电流；所述隔离开关(310)用于控制所述直流母线(200)与所述锂电池组(301)的连通/断开；所述电池管理装置(307)用于对所述锂电池组(301)的电压和回路电流以及所述直流母线(200)的电压进行检测，并用于对所述正极接触器(304)、负极接触器(306)和双向可控硅(305)的开/合状态进行控制；当市电正常时，市电通过所述开关电源(100)给直流负载供电，并给所述锂电池组(301)充电；当检测到所述直流母线(200)的电压为零时，即表示市电断开，所述电池管理装置(307)先控制所述双向可控硅(305)闭合，再控制所述正极接触器(304)和负极接触器(306)闭合，从而实现所述锂电池系统(300)的快速响应供电。2.根据权利要求1所述的一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，其特征在于，所述电池管理装置(307)包括：工作电源模块(3071)、电流检测模块(3072)、电池电压检测模块(3073)、开/合控制模块(3074)、接触器控制模块(3075)和母线电压检测模块(3076)。3.根据权利要求2所述的一种用于不间断直流电源系统的锂电池控制保护装置，其特征在于，所述工作电源模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，骆飞燕，袁晓冬，陈兵，李强，朱卫平，柳丹，袁勇，袁世友，崔文刚，方鑫，吴楠，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，深圳市欣旺达综合能源服务有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32