一种新型直流电源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电力电子技术领域，具体涉及一种新型直流电源系统。包括智能电池模块，其内每个单体锂电池均连接有电池监测芯片，电池监测芯片与电池监控器电性连接；充电控制模块，其输出端分别与智能电池模块中的各单体锂电池电性连接，信号控制端与电池保护模块电性连接；电池保护模块，其电压采样电路和控制器均与电池监控器电性连接，电压采样电路的输出端与电压比较电路电性连接，电压比较电路的输出端电性连接控制器；馈电模块，用于将各单体锂电池的供电汇总后进行馈电输出。本实用新型专利技术可以有效维持直流电源的均衡稳定，以在浮充或均充状态时端电压不均衡偏差在可控范围内，提高直流电源的可靠性和使用寿命。高直流电源的可靠性和使用寿命。高直流电源的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型直流电源系统


[0001]本技术涉及电力电子
，具体涉及一种新型直流电源系统。

技术介绍

[0002]电力工程直流电源系统为变电站提供不间断电源，目前变电站直流电源系统采用的仍然是以铅酸电池为储能元件的直流电源，该电池除对环境造成污染外，其使用寿命也受到一定限制。作为新能源的锂电池，已广泛应用于新能源汽车、通信等各个领域，电力系统的应用尚处于起始阶段，且由于浮充技术的限制，产品的使用寿命和充放电特性均不能满足电力发展需求。国内在变电站采用锂电池组直流系统，在蓄电池组主回路上串联一组逆止二极管并联接触器与熔断器组成的系统保护电路，在系统出现短路、过充、过放时对直流系统进行保护，但在安全可靠性具有一定的风险，不能满足变电站运行要求。
[0003]蓄电池组由多个单体电池串联组成，蓄电池组的寿命远远低于单体电池的寿命，最根本的原因就是在充电设备对蓄电池组充电式时，流过各个单体电池的电流大小相同，然而由于单体电池的容量存在差异，在以相同的充电电流充电时，会造成有的单体电池未充满，而有的单体电池过冲的现象，也就是造成单体电池充电不均衡，严重降低了蓄电池组的寿命。为了使电池组的每个单元电池的容量在循环使用过程中都能得到充分发挥，最为理想的手段是在充电时对各个单元电池采取有效的均衡充电措施，保证充电完毕时所有单元电池的电源电压基本一致，这样对于提高电池组的寿命具有积极的意义。
[0004]鉴于变电站中直流电源系统的重要性，在蓄电池组主回路上串接逆止二极管和接触器并联回路增加了直流主回路的故障几率，降低了系统可靠性。因此，传统锂电池与BMS接线不适应变电站中直流电源系统持续浮充电的工作模式，BMS功能也不能完全取代直流电源系统监控装置和满足变电站直流电源的运行要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种新型直流电源系统，其应用时，可以有效维持直流电源的均衡稳定，以在浮充或均充状态时端电压不均衡偏差在可控范围内，提高直流电源的可靠性和使用寿命。
[0006]本技术所采用的技术方案为：
[0007]一种新型直流电源系统，包括充电控制模块、智能电池模块、馈电模块和电池保护模块，其中：
[0008]智能电池模块，包括电池监控器和若干单体锂电池，每个单体锂电池均连接有电池监测芯片，电池监测芯片与电池监控器电性连接；
[0009]充电控制模块，其输入端接入供电电源，输出端分别与智能电池模块中的各单体锂电池电性连接，信号控制端与电池保护模块电性连接，用于接收电池保护模块的控制信号，并对各单体锂电池进行充电控制；
[0010]电池保护模块，包括电压采样电路、电压比较电路和控制器，所述电压采样电路和
控制器均与电池监控器电性连接，所述电压采样电路的输出端与电压比较电路电性连接，所述电压比较电路的输出端电性连接控制器，所述控制器的控制端与充电控制模块的信号控制端电性连接，用于向充电控制模块发送控制信号；
[0011]馈电模块，与智能电池模块电性连接，用于将各单体锂电池的供电汇总后进行馈电输出。
[0012]基于上述
技术实现思路
，通过电池监测芯片可以持续监测单体锂电池的充电电压及电量情况，并将监测到的充电电压及电量情况汇总至电池监控器，由电池监控器将各单体锂电池的充电电压及电量情况分别传输至电池保护模块的电压采样电路和控制器，电压采样电路将采集到的充电电压传输至电压比较电路进行比较，电压比较电路将比较结果发送至控制器，控制器根据电量情况及电压比较结果生成相应的控制信号发送至充电控制模块，由充电控制模块来根据控制信号对各单体锂电池进行充电控制，以维持各单体锂电池均衡稳定的充电电压及存储电量，以在浮充或均充状态时端电压不均衡偏差在可控范围内，提高了直流电源的可靠性和使用寿命。
[0013]在一个可能的设计中，所述系统还包括充电整流模块，所述充电整流模块的输入端接入供电电源，其输出端与充电控制模块的输入端电性连接，用于对供电电源进行整流后传输至充电控制模块。
[0014]在一个可能的设计中，所述智能电池模块还包括温度传感器，所述温度传感器与电池监控器电性连接，用于对各单体锂电池进行温度采集，并将采集到的温度信号传输至电池监控器。
[0015]在一个可能的设计中，所述电压比较电路包括比较器，所述比较器的同相输入端用于引入预设电压信号，所述比较器的反向输入端与所述电压采样电路的输出端连接，所述比较器的输出端与所述控制器电连接，所述比较器用于将电压采样电路的采样电压与预设电压进行比较生成比较结果，并将比较结果发送至所述控制器。
[0016]在一个可能的设计中，所述比较电路包括第一电阻、第二电阻以及直流电源，所述直流电源依次通过第一电阻、第二电阻然后接地形成回路，所述比较器的同相输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间。
[0017]在一个可能的设计中，所述电池监控器和控制器为单片机。
[0018]在一个可能的设计中，所述智能电池模块的输入端设有保护开关，所述保护开关与控制器电性连接。
[0019]在一个可能的设计中，所述单体锂电池为磷酸铁锂电池。
[0020]本技术的有益效果为：
[0021]本技术通过电池监测芯片可以持续监测单体锂电池的充电电压及电量情况，并将监测到的充电电压及电量情况汇总至电池监控器，由电池监控器将各单体锂电池的充电电压及电量情况分别传输至电池保护模块的电压采样电路和控制器，电压采样电路将采集到的充电电压传输至电压比较电路进行比较，电压比较电路将比较结果发送至控制器，控制器根据电量情况及电压比较结果生成相应的控制信号发送至充电控制模块，由充电控制模块来根据控制信号对各单体锂电池进行充电控制，以维持各单体锂电池均衡稳定的充电电压及存储电量，以在浮充或均充状态时端电压不均衡偏差在可控范围内，提高了直流电源的可靠性和使用寿命。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面对使用的附图进行介绍。
[0023]图1为本技术的结构示意图；
[0024]图2为智能电池模块的结构示意图；
[0025]图3为电压比较电路的电路图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本技术的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本技术，并且不应当理解为本技术限制在本文阐述的实施例中。
[0027]实施例1：
[0028]本实施例提供了一种新型直流电源系统，如图1至图2所示，包括充电控制模块、智能电池模块、馈电模块和电池保护模块，其中：
[0029]智能电池模块，包括电池监控器和若干单体锂电池，每个单体锂电池均连接有电池监测芯片，电池监测芯片与电池监控器电性连接；
[0030]充电控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型直流电源系统，其特征在于：包括充电控制模块、智能电池模块、馈电模块和电池保护模块，其中：智能电池模块，包括电池监控器和若干单体锂电池，每个单体锂电池均连接有电池监测芯片，电池监测芯片与电池监控器电性连接；充电控制模块，其输入端接入供电电源，输出端分别与智能电池模块中的各单体锂电池电性连接，信号控制端与电池保护模块电性连接，用于接收电池保护模块的控制信号，并对各单体锂电池进行充电控制；电池保护模块，包括电压采样电路、电压比较电路和控制器，所述电压采样电路和控制器均与电池监控器电性连接，所述电压采样电路的输出端与电压比较电路电性连接，所述电压比较电路的输出端电性连接控制器，所述控制器的控制端与充电控制模块的信号控制端电性连接，用于向充电控制模块发送控制信号；馈电模块，与智能电池模块电性连接，用于将各单体锂电池的供电汇总后进行馈电输出。2.根据权利要求1所述的一种新型直流电源系统，其特征在于：所述系统还包括充电整流模块，所述充电整流模块的输入端接入供电电源，其输出端与充电控制模块的输入端电性连接，用于对供电电源进行整流后传输至充电控制模块。3.根据权利要求1所述的一种新型直流电源系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹金，吴军，郑伟，谭千里，
申请(专利权)人：成都伍零三科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：