独立电源及其运行方法技术

本发明专利技术涉及一种独立电源及其运行方法，独立电源包括：稀土新电源、并联式充电器、电池管理系统、放电接触器、充电接触器；所述稀土新电源的放电端设置有放电接触器；所述并联式充电器包括总充电器，在所述总充电器上设置有与所述单体电池数量相同的充电接口，所述充电接口对应连接所述单体电池，所述并联式充电器的输入端连接有充电接触器；所述并联式充电器通过通讯线连接所述电池管理系统；所述电池管理系统连接所述稀土新电源、所述放电接触器和所述充电接触器，控制所述充电接触器和所述放电接触器的通断。本发明专利技术解决了稀土新电源过充过放和单体电池压差扩大的问题。

【技术实现步骤摘要】
独立电源及其运行方法
本专利技术涉及动力电池终端应用领域，更为具体地，涉及一种独立电源及其运行方法。
技术介绍
目前，直流电机、低压光伏基站、低压信号器等器件均需要24V不间断独立电源供电，由于器件工作条件范围比较窄，又需要间歇式静默，静默期间保持低功耗状态，在特定时刻又需要满足大功率输出，还能满足无人操作的需求，这就要求不间断独立电源不仅要安全性高、适应高低温环境，还能自动启动和长时间稳定可靠运行。现在用做独立电源的有镍镉电池、铅酸电池、锂离子电池和镍氢电池，镍镉电池存在镉电极污染受到应用限制，铅酸电池寿命较短，需要1年更换一次，锂离子电池存在安全问题，且都存在不耐低温的问题。以稀土元素作为电池电极材料主要成分的镍氢电池耐高低温，安全性高，比较适合做独立电源，但长时间使用存在单体电池压差偏大的问题。因此，业内亟待提供一种长时间高可靠工作的运行方法，使镍氢电池发挥出应有的作用。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种独立电源及其运行方法，以稀土新电源作为独立电源，通过并联式充电器和电池管理系统双重保护结合，实现稀土新电源不定时统一充电和放电保护的两者的集成，解决了稀土新电源过充过放和单体电池压差扩大的问题，可以满足-55℃～80℃环境温度内的连续5年工作需要。根据本专利技术的一个方面，提供了一种独立电源，包括：一种独立电源，包括：稀土新电源、并联式充电器、电池管理系统、放电接触器、充电接触器；所述稀土新电源包括若干串联的单体电池，所述稀土新电源的放电端设置有放电接触器；所述并联式充电器包括总充电器，在所述总充电器上设置有与所述单体电池数量相同的充电接口，所述充电接口对应连接所述单体电池，所述并联式充电器的输入端连接有充电接触器；所述并联式充电器通过通讯线连接所述电池管理系统；所述电池管理系统，连接所述稀土新电源、所述放电接触器和所述充电接触器，用于采集所述稀土新电源的总电压值、电流值、单体电池的电压，计算所述稀土新电源的SOC，根据所述总电压值、所述单体电池的电压或所述SOC值，控制所述充电接触器和所述放电接触器的通断；所述电池管理系统依次通过DC/DC转换器和AC/DC转换器连接外部电源，所述电池管理系统还依次通过所述DC/DC转换器和非自锁开关连接所述稀土新电源的放电端。进一步，所述并联式充电器具有反馈式充电，所述反馈式充电为当所述并联式充电器停止充电后，在所述稀土新电源放电过程中，所述电池管理系统采集每个单体电池的电压，若有单体电池之间的压差大于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器将电压高的单体电池的电量通过其对应的充电接口放电，在所述总充电器内部将所放电量输送给电压低的单体电池对应的充电接口，为所述电压低的单体电池充电，直到所述单体电池之间的压差小于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器停止所述单体电池之间的反馈式充电。所述稀土新电源包括10个单体电池，所述单体电池的额定电压为2.4V，所述10个单体电池串联。所述独立电源与外部电源之间连接有空气开关。所述充电接口将对应的单体电池充电到其充电截止电压后停止充电。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述独立电源的运行方法，包括以下步骤：步骤1：给所述电池管理系统通电，步骤2：所述电池管理系统控制所述放电接触器和所述充电接触器均连通，所述外部电源供电给所述并联式充电器，所述并联式充电器的每个充电接口给对应的单体电池充电，所述稀土新电源的放电端放电，步骤3：所述并联式充电器输入的总充电量，通过所述通讯线发送给所述电池管理系统；所述电池管理系统将所述总充电量和所述放电量的差值作为净充电量，从而计算出所述稀土新电源的SOC，若所述稀土新电源的SOC达到设定第一值，则所述电池管理系统发出指令并断开充电接触器，所述并联式充电器与外部电源断开，停止充电，在充电过程中，若有单体电池的电压达到其充电截止电压，相应的充电接口停止给所述单体电池充电，步骤4：所述稀土新电源停止充电后，依然放电，若所述稀土新电源的带电量低于设定第二值，所述电池管理系统发出指令连通所述充电接触器；若外部电源有电，重复步骤3；若外部电源无电，当所述稀土新电源的带电量低于设定下限值，所述电池管理系统发出指令断开放电接触器，所述稀土新电源停止放电；步骤5：所述稀土新电源停止放电后，若外部电源来电，重复步骤1。步骤1中给所述电池管理系统通电，包括：接通外部电源，所述外部电源的交流电通过AC/DC转换器转换为直流电，再通过所述DC/DC转换器稳压，供电给所述电池管理系统，若所述外部电源无电，按所述非自锁开关并保持1s-2s，所述稀土新电源的放电端的电压通过所述DC/DC转换器稳压后，供电给所述电池管理系统。步骤4中，或有单体电池的电压达到设定单体电压下限值，或所述稀土新电源的总电压达到设定总电压下限值，所述电池管理系统发出指令断开所述放电接触器。进一步，所述并联式充电器停止充电后，在所述稀土新电源放电过程中，所述并联式充电器在单体电池之间进行反馈式充电：所述电池管理系统采集每个单体电池的电压，若有单体电池之间的压差大于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器将电压高的单体电池的电量通过其对应的充电接口放电，在所述总充电器内部将所放电量输送给电压低的单体电池对应的充电接口，为所述电压低的单体电池充电，直到所述单体电池之间的压差小于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器停止所述单体电池之间的反馈式充电。利用上述根据本专利技术的独立电源及其运行方法，能够解决稀土新电源在长期工作中电池不一致导致电池性能加速恶化的的难题，可以满足-55℃～80℃环境温度内的连续5年工作需要，通过并联式充电器和电池管理系统双重保护结合，实现稀土新电源不定时统一充电和放电保护的两者的集成，解决了稀土新电源过充过放和单体压差扩大的问题，可以直接应用于不间断电源、启动电源等领域。本独立电源可以人工通过非自锁开关启动，也可以通过外界输入电自行启动，极大提高本独立电源在全寿命周期、全天候工况下的可靠性。本独立电源的运行方法可以应用于较低电压的基站电源领域，直接代替铅酸电池，不需要进行通讯，简单可靠。附图说明通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1示出了根据本专利技术的独立电源的结构示意图；图2示出了根据本专利技术的独立电源的运行方法的流程图。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出名词解释：稀土新电源属于镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种独立电源，其特征在于，包括：稀土新电源、并联式充电器、电池管理系统、放电接触器、充电接触器；/n所述稀土新电源包括若干串联的单体电池，所述稀土新电源的放电端设置有放电接触器；/n所述并联式充电器包括总充电器，在所述总充电器上设置有与所述单体电池数量相同的充电接口，所述充电接口对应连接所述单体电池，所述并联式充电器的输入端连接有充电接触器；所述并联式充电器通过通讯线连接所述电池管理系统；/n所述电池管理系统，连接所述稀土新电源、所述放电接触器和所述充电接触器，用于采集所述稀土新电源的总电压值、电流值、单体电池的电压，计算所述稀土新电源的SOC，根据所述总电压值、所述单体电池的电压或所述SOC值，控制所述充电接触器和所述放电接触器的通断；/n所述电池管理系统依次通过DC/DC转换器和AC/DC转换器连接外部电源，所述电池管理系统还依次通过所述DC/DC转换器和非自锁开关连接所述稀土新电源的放电端。/n

【技术特征摘要】
1.一种独立电源，其特征在于，包括：稀土新电源、并联式充电器、电池管理系统、放电接触器、充电接触器；
所述稀土新电源包括若干串联的单体电池，所述稀土新电源的放电端设置有放电接触器；
所述并联式充电器包括总充电器，在所述总充电器上设置有与所述单体电池数量相同的充电接口，所述充电接口对应连接所述单体电池，所述并联式充电器的输入端连接有充电接触器；所述并联式充电器通过通讯线连接所述电池管理系统；
所述电池管理系统，连接所述稀土新电源、所述放电接触器和所述充电接触器，用于采集所述稀土新电源的总电压值、电流值、单体电池的电压，计算所述稀土新电源的SOC，根据所述总电压值、所述单体电池的电压或所述SOC值，控制所述充电接触器和所述放电接触器的通断；
所述电池管理系统依次通过DC/DC转换器和AC/DC转换器连接外部电源，所述电池管理系统还依次通过所述DC/DC转换器和非自锁开关连接所述稀土新电源的放电端。


2.如权利要求1所述的独立电源，其特征在于，所述并联式充电器具有反馈式充电，所述反馈式充电为当所述并联式充电器停止充电后，在所述稀土新电源放电过程中，所述电池管理系统采集每个单体电池的电压，若有单体电池之间的压差大于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器将电压高的单体电池的电量通过其对应的充电接口放电，在所述总充电器内部将所放电量输送给电压低的单体电池对应的充电接口，为所述电压低的单体电池充电，直到所述单体电池之间的压差小于设定压差值，所述电池管理系统向所述总充电器发送信息，所述总充电器停止所述单体电池之间的反馈式充电。


3.如权利要求1所述的独立电源，其特征在于，所述稀土新电源包括10个单体电池，所述单体电池的额定电压为2.4V，所述10个单体电池串联。


4.如权利要求1所述的独立电源，其特征在于，所述独立电源与外部电源之间连接有空气开关。


5.如权利要求1所述的独立电源，其特征在于，所述充电接口将对应的单体电池充电到其充电截止电压后停止充电。


6.一种权利要求1-5任意一项所述的独立电源的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：给所述电池管理系统通电；
步骤2：所述电池管理系统控制所述放电接触器和所述充电接触器均连通，所述外部电源供电给所述并联式充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志军，郑兴杰，吴保华，毕野，袁爱东，兰刚，李文峰，侯传宝，石蕾，
申请(专利权)人：包头昊明稀土新电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15