本发明专利技术公开了一种电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统及方法。本发明专利技术的管理系统包括单体充电模块、单体放电模块、能量交换矩阵模块、CPU模块和电压电流采集模块；其中，所述的单体充电模块用于任意单体的充电控制；所述的单体放电模块用于任意单体的放电控制；所述的能量交换矩阵模块用于电池单体与单体充、放电模块的回路控制；所述的CPU模块用于电池梯次管理算法的运算、下发各个模块的控制指令及采集各电池单体参数信息；所述的电压电流采集模块用于各单体电压参数信息的实时采集及上传。本发明专利技术支持不同电池型号、厂家、批次的电池串联成组，降低梯次电池对性能一致性高的要求，可以高效再利用退役铅酸蓄电池。可以高效再利用退役铅酸蓄电池。可以高效再利用退役铅酸蓄电池。
【技术实现步骤摘要】
电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统及方法
[0001]本专利技术属于电力系统直流电源系统领域，具体地说是一种电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统及方法。
技术介绍
[0002]电力系统的变电站，大量采用铅酸蓄电池作为通信后备电源、操作电源后备电源，这些蓄电池，经过一定时间的使用，都会逐步失效。
[0003]电力系统使用110V、220V的操作电源，都需要采用铅酸蓄电池作为交流停电时的电源备份。变电站的铅酸蓄电池，一般从3年到8年不等，就会被更换。这些蓄电池一般具备几百次以上的循环寿命，而在实际使用中，这个循环寿命基本没有使用。由于铅酸蓄电池固有的一系列特征，导致退役铅酸蓄电池的再利用缺乏可行的技术手段。
[0004]铅酸蓄电池，作为蓄电池组使用时，需要进行非常严格的配组使用，严格执行同品牌、同型号、同批次等原则。电力系统退役的蓄电池，性能已经劣化，它基本不能满足传统方式的蓄电池组使用要求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统及方法，支持不同电池型号、厂家、批次的电池串联成组，降低梯次电池对性能一致性高的要求，解决退役铅酸蓄电池高效再利用成组难的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，其包括单体充电模块、单体放电模块、能量交换矩阵模块、 CPU模块和电压电流采集模块；其中，
[0007]所述的单体充电模块用于任意单体的充电控制；
[0008]所述的单体放电模块用于任意单体的放电控制；
[0009]所述的能量交换矩阵模块用于电池单体与单体充、放电模块的回路控制；
[0010]所述的CPU模块用于电池梯次管理算法的运算、下发各个模块的控制指令及采集各电池单体参数信息；
[0011]所述的电压电流采集模块用于各单体电压和电流参数信息的实时采集及上传。
[0012]进一步地，所述的单体充电模块为DC/DC降压电路，用于对任一单体电池单独充电。
[0013]进一步地，所述的单体放电模块为DC/DC升压电路，用于对任一单体电池单独放电。
[0014]进一步地，所述的能量交换矩阵模块包括若干个电子功率开关器件或者机械开关器件、若干个光继电器、光继电器驱动扩展板及驱动电源；其中，
[0015]开关器件用于选择电池导通回路，光继电器用于输出开关器件的控制信号，光继电器驱动扩展板用于将所述CPU模块的驱动指令转化成光继电器的驱动信号，驱动电源为
开关器件提供电源。
[0016]本专利技术采用的另一种技术方案为：电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理方法，其利用上述系统进行管理，包括如下步骤：
[0017]A、所述电压电流采集模块通过电压/温度采集线与各个电池单体连接，实时采集各个单体C1、C2…
C
i
…
C
N
的电压/温度信息，i为电池单体编号，N为电池组单体电池数量；通过与电流传感器与各个电池单体连接，采集电流信息；
[0018]B、所述电压电流采集模块与所述CPU模块连接，并按照协议上报电池的电压V1、V2…
V
i
…
V
N
、温度T1、T2…
T
i
…
T
N
和总电流Ia；
[0019]C、以总电流Ia作为电池组充放电状态的参数，以电压作为CPU模块输出能量交换矩阵模块控制指令的依据。
[0020]上述的电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理方法，还包括如下步骤：
[0021]D、在蓄电池组充电状态时，CPU模块输出控制指令至能量交换矩阵模块，导通C
i
至单体充电模块的回路，V
imin
＝MIN(V1、V2…
V
i
…
V
N
)；
[0022]E、在蓄电池组放电状态时，CPU模块输出控制指令至能量交换矩阵模块，导通C
i
至单体放电模块的回路，V
imax
＝MAX(V1、V2…
V
i
…
V
N
)；
[0023]F、在蓄电池组非充放电状态时，CPU模块输出控制指令至能量交换矩阵模块，依次导通各电池单体至单体、充电模块的回路，对各电池单体进行补充电。
[0024]进一步地，根据需要设定每个蓄电池单体充、放电电压电流。
[0025]与传统的蓄电池组配组技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026](1)支持同组蓄电池组内采用不同型号、厂家、批次的蓄电池单体成组使用，比传统要求同型号批次厂家的要求，更有利于梯次利用电池的应用推广。
[0027](2)对蓄电池组内的蓄电池单体的容量、电压、内阻的一致性没有要求，与传统技术相比，退役电池的使用寿命更长。
[0028](3)本专利技术的推广应用，能够让电力系统退役蓄电池资产得到盘活，充分响应国家关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰、碳中和工作的意见。
[0029](4)本专利技术清晰展示蓄电池组的蓄电池单体的充放电性能，能自动甄别蓄电池组及其各单体电池的性能。
附图说明
[0030]图1是本专利技术电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统的结构框图；
[0031]图2是本专利技术能量交换矩阵模块的原理框图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术一部分，而不是全部。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]本实施例以电力系统退役一组220V操作电源和一组110V操作电源的电池梯次利
用于一套功率为5kW，蓄电池组电压等级为220VUPS系统为例，铅酸蓄电池为例。其中UPS蓄电池组由18块12V/100AH串联成组，组电压范围为190V
‑
240V， 220V操作电源电池为104
‑
108个2V/300AH的双登品牌蓄电池组串联成组，110V 操作电源电池为54个2V/400AH的南都品牌蓄电池组串联成组。选取无物理损坏的铅酸蓄电池单体，其中80个2V/300AH的双登品牌蓄电池，和28个2V/400AH 南都品牌蓄电池，串联108个单体组成的220V退役蓄电池组。
[0035]本实施例为一种电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，包括单体充电模块、单体放电模块、能量交换矩阵模块、CPU模块、电压电流采集模块；其中单体充电模块用于任意单体的充电控制；单体放电模块用于任意单体的放电控制；能量交换矩阵模块用于电池单体与充放电模块的回路控制；CPU模块用于电池梯次管理算法的运算、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，其特征在于，包括单体充电模块、单体放电模块、能量交换矩阵模块、CPU模块和电压电流采集模块；其中，所述的单体充电模块用于任意单体的充电控制；所述的单体放电模块用于任意单体的放电控制；所述的能量交换矩阵模块用于电池单体与单体充、放电模块的回路控制；所述的CPU模块用于电池梯次管理算法的运算、下发各个模块的控制指令及采集各电池单体参数信息；所述的电压电流采集模块用于各单体电压和电流参数信息的实时采集及上传。2.根据权利要求1所述的电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述的单体充电模块为DC/DC降压电路，用于对任一单体电池单独充电。3.根据权利要求1所述的电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述的单体放电模块为DC/DC升压电路，用于对任一单体电池单独放电。4.根据权利要求1所述的电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理系统，其特征在于，所述的能量交换矩阵模块包括若干个电子功率开关器件或者机械开关器件、若干个光继电器、光继电器驱动扩展板及驱动电源；其中，开关器件用于选择电池导通回路，光继电器用于输出开关器件的控制信号，光继电器驱动扩展板用于将所述CPU模块的驱动指令转化成光继电器的驱动信号，驱动电源为开关器件提供电源。5.电力系统退役铅酸蓄电池梯次利用管理方法，其特征在于，利用权利要求1
‑
4任一项所述系统进行管理，包括如下步骤：A、所述电压电流采集模块通过电压/温度采集线与各个电池单体连接，实时采集各个单体C1、C2…
C
i
…
C
N
的电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，黄尚南，陈凌宇，孙桐，钱洲亥，李治国，周珊，
申请(专利权)人：广州泓淮能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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