基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统技术方案

本发明专利技术公开了基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，涉及蓄电池组维护技术领域，A/D采样模块采集交流转直流，通过DC

【技术实现步骤摘要】
基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统


[0001]本专利技术涉及蓄电池组维护
，具体涉及基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统。

技术介绍

[0002]目前铅蓄电池是世界上用量最大、应用最为广泛的蓄电池之一，2020年国内铅蓄电池产量为22736万kVAh，同比增长12.28％，预计2022年中国铅蓄电池产量23655kVAh，再此基础上电厂对控制器(直流屏)的蓄电池组的维护以三个月为一次维护周期进行补充充电以及全核对性充放电，但采用的放电方式是以对地放电与电池放电仪放电为主(负载放电)，造成资源浪费，一个100万千瓦发电厂在进行一次对铅蓄电池组维护过程中会浪费18000AH的电量，中国100万千瓦的发电厂共有1106个，这些发电厂一年所浪费的电能等于30000个人一年所消耗的电能。
[0003]因此，本申请针对于蓄电池组的维护过程造成的资源浪费，提出了基于多端能源路由器的电池组维护系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，以解决
技术介绍
中不足。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，包括控制模块、A/D采样模块和指示灯按键模块；
[0006]所述控制模块包括DSP数字信号处理器、保护电路、驱动电路、整流电路以及DC
‑
DC BUCK电路；
[0007]A/D采样模块采集交流转直流，通过DC
‑
DC BUCK电路直流斩波生成的固定电压以及降压电流形成闭环，通过运算放大器放大电路信号后，传输给DSP数字信号处理器，DSP数字信号处理器发送PWM以及给驱动电路，使整流电路中的整流逆变开关管开始工作，指示灯按键模块通过GPIO接口与DSP数字信号处理器连接，显示器通过I2C总线与DSP数字信号处理器连接，形成输入输出。
[0008]优选的，所述DSP数字信号处理器产生SVPWM到驱动电路，驱动电路控制MOSFET管的通断，整流输出经过低通滤波器将SVPWM波形变换成稳定正弦波电压，通过电容将MOSFET关断过程产生的尖峰电压吸收，限制电压。
[0009]优选的，所述整流电路的负载为带反电动势的阻感负载，当晶闸管触发角α＝0
°
时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通，而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低的一个导通，使任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态。
[0010]优选的，当晶闸管触发角α＝0
°
时，各晶闸管均在自然换相点处换相，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点；
[0011]在相电压波形中，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线，共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud＝ud1－ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，为线电压在正半周的包络线；
[0012]在线电压波形中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大相电压，共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小相电压，输出整流电压ud为最大相电压减去最小相电压，输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。
[0013]优选的，所述DC
‑
DC BUCK电路升压为Boost电路；
[0014]所述Boost电路包括开关管VQ、电感L、输入滤波电容Cs、输出滤波电容C、二极管VD和负载R；
[0015](1)当控制端的输入信号为高电平时，开关管VQ导通短路，输入电压给电感L充电，随着时间的增加输入电流增大，二极管VD反向截止断路，电容C向负载R放电，随着时间的增加，电容C两端的输出电压减小；
[0016](2)当控制端的输入信号为低电平时，开关管VQ截止断路，电感L两端电压的极性反向变化，VD导通，电感L放电，随着时间的增加输入电流减小，输入电压和电感L上的电压叠加为电容C充电，同时给负载R供电，随着时间的增加，电容C两端的输出电压增加；
[0017]通过给开关管VQ输入PWM控制脉冲，VQ的开关状态不断变化，重复步骤(1)、(2)使电路的输出电压高于输入电压。
[0018]优选的，所述DC
‑
DC BUCK电路降压为Buck电路；
[0019]Buck电路包括二极管、三极管Q1、储能电感L1、电容C1和负载R1；
[0020]当PWM波为高电平时，三极管Q1导通，储能电感L1被充磁，流经储能电感L1的电流线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量；
[0021]当PWM波为低电平时，三极管Q1关闭，储能电感L1通过续流二极管放电，储能电感L1电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持。
[0022]优选的，所述低通滤波器的处理逻辑为：
[0023]A、当输入信号Vin中频率低于转折频率fx的信号加到电路中时，电容C不进行分流，低频信号经负载R输出；
[0024]B、当输入信号Vin中频率高于转折频率fx时，通过负载R的高频信号通过电容C分流到地而无输出，RC低通滤波器的转折频率fx计算公式为：fx＝1/2πRC。
[0025]优选的，所述DSP数字信号处理器通过PWM控制电压矢量的作用时间，最终合成所需的电压矢量；
[0026]以布尔数qi(i＝1，2，3)表示三相桥臂的开关状态，q＝1时，表示i相上桥臂功率管打开，下桥臂功率管关断；
[0027]q＝0时，用d
‑
q变换将三相输出的瞬时电压转化到两相静止坐标。
[0028]在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
[0029]1、本专利技术基于多端口能源路由器作为能量转移的载体，使维护蓄电池组的过程中让目标蓄电池组向电网中传递能量，进行目标蓄电池组的全放电过程，并由储能电池组与电网向目标蓄电池组进行全满充过程，有效避免了控制器(直流屏)的电池组维护过程中造成损害等问题。
[0030]2、本专利技术在传输方式上，采用了DC/AD隔离型三相逆变技术与DC/DC隔离型调压技术，使其可以适用于多个领域，且在电路中采用了低功耗器件，大大降低了传输过程中的能量损耗，提高了能量传输效率。
[0031]3、本专利技术实现电能的重复利用，实现绿色可持续发展，在现在的电厂或者社区电站的直流屏维护过程中，会浪费掉很多的电能，那么通过我们团队所研发的多端口能源路由器设备，其中的电池逆变器功能可以将维护时原本损失的电能重新输回至电网系统或者储存在储能电池中供二次使用，减少不必要的能源浪费。
[0032]4、本专利技术与5G新时代技术结合，物联网操作更加便捷，多端口能源路由器优化了操作方式，可以实现通过基于5G技术下的低延时性地实现远程操作，响应速度也十分的快速，进一步提升了设备工作的效率以及人员操作的安全性、便捷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，其特征在于：包括控制模块、A/D采样模块和指示灯按键模块；所述控制模块包括DSP数字信号处理器、保护电路、驱动电路、整流电路以及DC
‑
DC BUCK电路；A/D采样模块采集交流转直流，通过DC
‑
DC BUCK电路直流斩波生成的固定电压以及降压电流形成闭环，通过运算放大器放大电路信号后，传输给DSP数字信号处理器，DSP数字信号处理器发送PWM以及给驱动电路，使整流电路中的整流逆变开关管开始工作，指示灯按键模块通过GPIO接口与DSP数字信号处理器连接，显示器通过I2C总线与DSP数字信号处理器连接，形成输入输出。2.根据权利要求1所述的基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，其特征在于：所述DSP数字信号处理器产生SVPWM到驱动电路，驱动电路控制MOSFET管的通断，整流输出经过低通滤波器将SVPWM波形变换成稳定正弦波电压，通过电容将MOSFET关断过程产生的尖峰电压吸收，限制电压。3.根据权利要求1所述的基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，其特征在于：所述整流电路的负载为带反电动势的阻感负载，当晶闸管触发角α＝0
°
时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通，而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低的一个导通，使任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态。4.根据权利要求3所述的基于多端能源路由器的蓄电池组维护系统，其特征在于：当晶闸管触发角α＝0
°
时，各晶闸管均在自然换相点处换相，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点；在相电压波形中，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线，共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud＝ud1－ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，为线电压在正半周的包络线；在线电压波形中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大相电压，共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小相电压，输出整流电压ud为最大相电压减去最小相电压，输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：端木永乐，杨萍华，王志杰，端木永康，赵文帆，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：