一种智能化储能式应急电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能化储能式应急电源系统，由充电模块、电池管理子系统、逆变器和智能双电源快速切换模块组成，在正常情况下，由220V AC交流市电直接给负载供电；当交流市电异常时，系统快速切换到电池管理子系统端给负载不间断供电。所述逆变器采用正弦波逆变器，其交流输出采用纯正弦波方式，相对于方波或修正正弦波(阶梯波)具有更强的带负载效果和带负载能力。设备可带感性负载和其它任何类型的通用交流负载。该应急电源系统不仅具备紧急电源的功能，而且具有不间断电源的功能，能够在市电故障时，不间断地输出稳定的电能，高质量地满足对时间切换要求高的重要设备。而且具有过欠压、过欠温，过流等电池系统保护功能，有效延长电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化储能式应急电源系统
本专利技术涉及应急电源的
，具体的涉及一种多功能储能式应急电源系统。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展，社会、军队对电力的需求及依赖程度越来越高，特别是对重要部门、关键岗位的电力负荷，一旦中断供电，往往会导致非常严重的后果。尤其是在执行局部突发性军事任务，担负抗震救灾、抗洪抢险、抵抗雪灾等临时性多样化野外救援时，野外无市电或发电机被迫临时中断时，直接导致的结果是：重要装备因无电力供应而无法操控；茫茫黑夜中的野外救援工作因无电灯照明而无法展开；先进的通信设备无电源供给而无法传输重要情报成为摆设；用于急救的医疗设备因为无电源而延误抢救时机等等。现有技术中，公开号为CN104993568A的专利技术专利公开了一种应急电源，包括透明壳体、应急电源本体，所述本体的底边中部设有底灯，所述本体的侧边中部设有侧灯，所述本体底边与侧边之间设有斜侧灯，所述电源本体底部设有三角形支撑架。但是其仅仅能够满足紧急照明的需要，远不能满足实际生活中遇到断电时其他用电设备的需求。现有技术中公开号为CN201533193U的技术专利公开了一种EPS应急电源，其通过一切换装置并联于市电与负载之间，包括一充电器与市电相连；一蓄电池组，与该充电器相连；一逆变器，其通过一开关连接到该蓄电池组，并与该切换装置相连；一控制器，分别与该充电器、该蓄电池组、该逆变器及该切换装置相连，用于实现对整个EPS应急电源的监测与控制。但是其切换速度远远不能满足对时间切换要求高的重要设备的需求，而且其缺乏对蓄电池组的有效保护，严重影响其使用寿命。因此，需要研究设计一种高效、节能、实用、多功能野外便携式应急电源，并且具备紧急电源(emergentpowersystem，EPS)的某些功能。既能在野外无市电的情况下，安全可靠地供负载正常使用；又可以在电源充足的地方进行储存电能，具有不间断电源(uninterruptedpowersystem，UPS)功能，不间断地输出稳定的电能，高质量地满足对时间切换要求高的重要设备。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能化储能式应急电源系统，由充电模块、电池管理子系统、逆变器和智能双电源快速切换模块组成，其特征在于：当交流市电正常时，所述应急电源系统由交流市电直接给负载供电，同时所述应急电源系统通过充电模块将交流市电整流成直流电，对电池管理子系统中的电池组进行充电，并对逆变器供电；当交流市电异常时，应急电源系统通过智能双电源快速切换模块快速切换到电池管理子系统，逆变器将电池组的直流电逆变成交流市电实现给负载不间断供电。不仅具备紧急电源的功能，而且具有不间断电源的功能，能够在市电故障时，不间断地输出稳定的电能，高质量地满足对时间切换要求高的重要设备。优选地，所述电池管理子系统由主控CPU模块、电池组、电池保护模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、均衡控制模块、数据存储模块、LCD显示模块组成。优选地，所述电池管理子系统通过电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块实时检测所述电池组中每节电池的电压、温度以及整体所述电池组充放电回路电流。优选地，所述电池保护模块实现对电池的过充保护、过放保护、放电过流保护。优选地，所述均衡控制模块包括开关网络、DC/DC双向恒流模块以及直流母线，主控CPU模块检测到任一节电池电压值与电池组电压平均值的差值超过设定值，则通过均衡控制模块开始对电池组进行均衡控制，闭合所述开关网络中对应电池的开关，通过DC/DC双向恒流模块和直流母线实现对该节电池降压或升压操作。优选地，所述智能双电源快速切换模块包括主电源监测单元、副电源监测单元、智能控制单元和切换开关单元。与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果如下：1)具有过欠压、过欠温，过流等电池系统保护功能；电池保护模块对电池的充放电严格控制，避免了电池在应用过程中出现异常时导致电池内部的物质发生不可逆的化学反应，从而使电池温度上升，损坏其性能，有效延长电池的使用寿命。2)在电池串联成组使用时，由于各节电池的参数、特性不一致，导致电池组在充放电过程中各节电池电压不一致在电池组充电过程中，整个电池组会受到电池电压上升最快的那节电池的限制；在电池组放电过程中，整个电池组会受到电池电皮下降最快的那节电池的限制。均衡控制模块对电池充放电过程进行均衡处理，有效避免了上述问题，更好的发挥电池组的特性。3)离网带载实现不间断供电，储能电源可将电池直流电逆变为交流电，作为应急电源。在市电出现故障时，智能双电源快速切换模块实现快速切换，总切换时间不超过5ms，这样可有效保证重要负荷的持续供电。当遇地震等自然灾害断电时，可以有效为救灾提供临时应急电力；当家庭停电或开车户外活动时，可以提供微波炉、灯泡等家用电器的正常用电。4)所述逆变器采用正弦波逆变器，其交流输出采用纯正弦波方式，相对于方波或修正正弦波(阶梯波)具有更强的带负载效果和带负载能力。设备可带感性负载和其它任何类型的通用交流负载，带冰箱、电视机和收音机等设备无干扰和噪音，且不会影响负载设备的性能和寿命。当汽车在路上电瓶故障或是没电，可用该产品启动汽车。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但不应构成对本专利技术的限制。图1为智能化储能式应急电源系统总体结构框图；图2为电池管理子系统的结构框图；图3为电池管理子系统的工作流程图；图4为基于芯片控制的锂电池保护电路原理；图5为均衡控制模块的结构框图；图6为均衡控制模块的电气拓扑结构图；图7为均衡控制流程图；图8为双电源切换开关模块结构框图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。本专利技术的智能化储能式应急电源系统具有以下功能：在正常情况下，由220VAC交流市电直接给负载供电；当交流市电异常时，系统快速切换到电池管理子系统端给负载不间断供电。应急电源系统的总体架构如图1所示，系统主要由充电模块、电池管理子系统、逆变器和智能双电源快速切换模块等组成。应急电源系统通过充电模块将220VAC交流电整流成直流电，对电池管理子系统中的电池组进行充电，并对逆变器供电。当交流市电异常时，逆变器将电池组的直流电逆变成220VAC交流电给负载不间断供电。所述逆变器采用正弦波逆变器，其交流输出采用纯正弦波方式，以提高带负载能力。1、电池管理子系统的总体设计应急电源系统的核心是电池管理子系统，电池管理子系统具有电池过充电、过放电保护功能，电池端电压、电流和温度等参数检测功能，以及能够根据电池组内部异常状态与单节电池间压差状态，进行能量转移式无损均衡充电。电池管理子系统结构框图如图2所示，电池管理子系统由主控CPU模块、电池组、电池保护模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、均衡控制模块、数据存储模块、LCD显示模块组成。其中电池组由多节单体磷酸铁锂电池级联而成，具体由多节单体电池串联为一组，然后多组并联，组成所述的电池组。电池管理子系统通过电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块实时检测电池组中每节电池的电压、温度以及整个电池组充放电回路电流；根据所检测的电池电压来控制均衡控制模块是否启动以及对哪两节电池进行均衡；通过智能双电源快速切换模块对市电电压进行检测，来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化储能式应急电源系统，由充电模块、电池管理子系统、逆变器和智能双电源快速切换模块组成，其特征在于：当交流市电正常时，所述应急电源系统由交流市电直接给负载供电，同时所述应急电源系统通过充电模块将交流市电整流成直流电，对电池管理子系统中的电池组进行充电，并对逆变器供电；当交流市电异常时，应急电源系统通过智能双电源快速切换模块快速切换到电池管理子系统，逆变器将电池组的直流电逆变成交流市电实现给负载不间断供电。

【技术特征摘要】
1.一种智能化储能式应急电源系统，由充电模块、电池管理子系统、逆变器和智能双电源快速切换模块组成，其特征在于：当交流市电正常时，所述应急电源系统由交流市电直接给负载供电，同时所述应急电源系统通过充电模块将交流市电整流成直流电，对电池管理子系统中的电池组进行充电，并对逆变器供电；当交流市电异常时，应急电源系统通过智能双电源快速切换模块快速切换到电池管理子系统，逆变器将电池组的直流电逆变成交流市电实现给负载不间断供电。2.如权利要求1所述的智能化储能式应急电源系统，其特征在于：所述电池管理子系统由主控CPU模块、电池组、电池保护模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、均衡控制模块、数据存储模块、LCD显示模块组成。3.如权利要求2所述的智能化储能式应急电源系统，其特征在于：所述电池管理子系统通过电压采集模...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮远建，张福建，彭吕红，
申请(专利权)人：深圳电丰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44