基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统技术方案

技术编号:41364498 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 10:12
本技术涉及数据中心技术领域,特别涉及一种基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,包括锂电池组、数据中心和中线,锂电池组与数据中心之间通过中线连接,还包括第一双向DC/DC模块、第二双向DC/DC模块、第一高压模块和第二高压模块,锂电池组的正极依次通过第一高压模块和第一双向DC/DC模块与数据中心的正极连接,用于调节锂电池组正半周的电池容量及功率,锂电池组的负极依次通过第二高压模块和第二双向DC/DC模块与数据中心的负极连接,用于调节锂电池组负半周的电池容量及功率,第一双向DC/DC模块和第二双向DC/DC模块分别与中线连接;本技术能够对锂电池簇内正、负端电池组的电池容量及功率进行调节,同时对锂电池簇之间的压差进行主动调压。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数据中心,特别涉及一种基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统


技术介绍

1、在双碳目标的背景下,锂电池在数据中心(ups)中的应用越来越广泛。为满足数据中心的备电时间和放电能力需求,经常需要将多个锂电池簇并联使用,其中锂电池簇由多个电池模块组成。

2、对于高端和大容量的数据中心不间断电源,基本上都需要中性线,逆变器采用推挽式,分为两部分。一部分推动交流电的正半周,另一部分交替推动负半周。正半周需要电池的正极线和中性线,负半周需要中性线和负极线。由于外部会带载不均衡负载,导致锂电池簇内正、负端电池组容量产生差异,进而导致正、负电池组存在未充满或过充的问题,容易出现中性线过流的情况,从而影响锂电池簇内锂电池的并联。甚至有些锂电池簇之间出现容量差,导致锂电池簇之间存在压差,当压差过大时,锂电池簇之间将无法进行并联,如果强行并联,会出现打火现象,严重的情况还会引发安全事故。


技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是:克服现有技术中之不足,提供一种能够对锂电池簇内正、负端电池组的电池容量及功率进行调节,同时对锂电池簇之间的压差进行主动调压的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统。

2、本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,包括锂电池组、数据中心和中线,所述锂电池组与数据中心之间通过中线连接,还包括第一双向dc/dc模块、第二双向dc/dc模块、第一高压模块和第二高压模块,所述锂电池组的正极依次通过第一高压模块和第一双向dc/dc模块与数据中心的正极连接,用于调节锂电池组正半周的电池容量及功率,所述锂电池组的负极依次通过第二高压模块和第二双向dc/dc模块与数据中心的负极连接,用于调节锂电池组负半周的电池容量及功率,所述第一双向dc/dc模块和第二双向dc/dc模块分别与中线连接。

3、进一步地,所述第一双向dc/dc模块包括电容c1、c2、功率开关管q1、q2、q3、q4、q5、q6、电感l1、l2、l3,所述电容c1的一端与中线连接,另一端与数据中心的正极连接,所述电容c2的一端与中线连接,另一端与第一高压模块连接,所述功率开关管q1和q2串联,且功率开关管q1和q2整体与电容c1并联,所述功率开关管q3和q4串联,且功率开关管q3和q4整体与电容c1并联,所述功率开关管q5和q6串联,且功率开关管q5和q6整体与电容c1并联,所述电感l1的一端与第一高压模块连接,另一端与功率开关管q1和q2的公共端连接,所述电感l2的一端与第一高压模块连接,另一端与功率开关管q3和q4的公共端连接,所述电感l3的一端与第一高压模块连接,另一端与功率开关管q5和q6的公共端连接。

4、进一步地,所述第一高压模块包括预充电阻r1、预充接触器km1和主接触器km2,所述主接触器km2的一端与锂电池组正极连接,另一端分别与电容c2、电感l1、l2、l3连接,所述预充电阻r1和预充接触器km1串联,且预充电阻r1和预充接触器km1整体与主接触器km2并联。

5、进一步地,所述第二双向dc/dc模块包括电容c3、c4、功率开关管q7、q8、q9、q10、q11、q12、电感l4、l5、l6,所述电容c3的一端与中线连接,另一端与数据中心的负极连接,所述电容c4的一端与中线连接,另一端与第二高压模块连接,所述功率开关管q7和q8串联,且功率开关管q7和q8整体与电容c3并联,所述功率开关管q9和q10串联,且功率开关管q9和q10整体与电容c3并联,所述功率开关管q11和q12串联,且功率开关管q11和q12整体与电容c3并联,所述电感l4的一端与第二高压模块连接,另一端与功率开关管q7和q8的公共端连接,所述电感l5的一端与第二高压模块连接,另一端与功率开关管q9和q10的公共端连接,所述电感l6的一端与第二高压模块连接,另一端与功率开关管q11和q12的公共端连接。

6、进一步地,所述第二高压模块包括预充电阻r2、预充接触器km3和主接触器km4,所述主接触器km4的一端与锂电池组负极连接,另一端分别与电容c4、电感l4、l5、l6连接,所述预充电阻r2和预充接触器km3串联,且预充电阻r2和预充接触器km3整体与主接触器km4并联。

7、本技术的有益效果是:

8、本技术通过第一双向dc/dc模块和第二双向dc/dc模块的设置,第一双向dc/dc模块对电池簇内正半周的电池容量及功率进行调节,第二双向dc/dc模块对电池簇内负半周的电池容量及功率进行调节,使得电池簇内正、负端电池组容量均衡,从而实现电池簇内的电池并联;当电池簇之间存在电压差时,电压较高的电池簇通过第一双向dc/dc模块和第二双向dc/dc模块实现降压,缩小与相邻较低电压电池簇的输出压差,电压较低的电池簇通过第一双向dc/dc模块和第二双向dc/dc模块实现升压,缩小与相邻较高电压电池簇的输出压差,从而实现电池簇的簇间并联。

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【技术保护点】

1.一种基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,包括锂电池组(1)、数据中心(2)和中线(3),所述锂电池组(1)与数据中心(2)之间通过中线(3)连接,其特征在于:还包括第一双向DC/DC模块(4)、第二双向DC/DC模块(5)、第一高压模块(6)和第二高压模块(7),所述锂电池组(1)的正极依次通过第一高压模块(6)和第一双向DC/DC模块(4)与数据中心(2)的正极连接,用于调节锂电池组(1)正半周的电池容量及功率,所述锂电池组(1)的负极依次通过第二高压模块(7)和第二双向DC/DC模块(5)与数据中心(2)的负极连接,用于调节锂电池组(1)负半周的电池容量及功率,所述第一双向DC/DC模块(4)和第二双向DC/DC模块(5)分别与中线(3)连接。

2.根据权利要求1所述的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,其特征在于:所述第一双向DC/DC模块(4)包括电容C1、C2、功率开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、电感L1、L2、L3,所述电容C1的一端与中线(3)连接,另一端与数据中心(2)的正极连接,所述电容C2的一端与中线(3)连接,另一端与第一高压模块(6)连接,所述功率开关管Q1和Q2串联,且功率开关管Q1和Q2整体与电容C1并联,所述功率开关管Q3和Q4串联,且功率开关管Q3和Q4整体与电容C1并联,所述功率开关管Q5和Q6串联,且功率开关管Q5和Q6整体与电容C1并联,所述电感L1的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管Q1和Q2的公共端连接,所述电感L2的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管Q3和Q4的公共端连接,所述电感L3的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管Q5和Q6的公共端连接。

3.根据权利要求2所述的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,其特征在于:所述第一高压模块(6)包括预充电阻R1、预充接触器KM1和主接触器KM2,所述主接触器KM2的一端与锂电池组(1)正极连接,另一端分别与电容C2、电感L1、L2、L3连接,所述预充电阻R1和预充接触器KM1串联,且预充电阻R1和预充接触器KM1整体与主接触器KM2并联。

4.根据权利要求1所述的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,其特征在于:所述第二双向DC/DC模块(5)包括电容C3、C4、功率开关管Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12、电感L4、L5、L6,所述电容C3的一端与中线(3)连接,另一端与数据中心(2)的负极连接,所述电容C4的一端与中线(3)连接,另一端与第二高压模块(7)连接,所述功率开关管Q7和Q8串联,且功率开关管Q7和Q8整体与电容C3并联,所述功率开关管Q9和Q10串联,且功率开关管Q9和Q10整体与电容C3并联,所述功率开关管Q11和Q12串联,且功率开关管Q11和Q12整体与电容C3并联,所述电感L4的一端与第二高压模块(7)连接,另一端与功率开关管Q7和Q8的公共端连接,所述电感L5的一端与第二高压模块(7)连接,另一端与功率开关管Q9和Q10的公共端连接,所述电感L6的一端与第二高压模块(7)连接,另一端与功率开关管Q11和Q12的公共端连接。

5.根据权利要求4所述的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,其特征在于:所述第二高压模块(7)包括预充电阻R2、预充接触器KM3和主接触器KM4,所述主接触器KM4的一端与锂电池组(1)负极连接,另一端分别与电容C4、电感L4、L5、L6连接,所述预充电阻R2和预充接触器KM3串联,且预充电阻R2和预充接触器KM3整体与主接触器KM4并联。

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【技术特征摘要】

1.一种基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,包括锂电池组(1)、数据中心(2)和中线(3),所述锂电池组(1)与数据中心(2)之间通过中线(3)连接,其特征在于:还包括第一双向dc/dc模块(4)、第二双向dc/dc模块(5)、第一高压模块(6)和第二高压模块(7),所述锂电池组(1)的正极依次通过第一高压模块(6)和第一双向dc/dc模块(4)与数据中心(2)的正极连接,用于调节锂电池组(1)正半周的电池容量及功率,所述锂电池组(1)的负极依次通过第二高压模块(7)和第二双向dc/dc模块(5)与数据中心(2)的负极连接,用于调节锂电池组(1)负半周的电池容量及功率,所述第一双向dc/dc模块(4)和第二双向dc/dc模块(5)分别与中线(3)连接。

2.根据权利要求1所述的基于主动调压的数据中心锂电池簇管理系统,其特征在于:所述第一双向dc/dc模块(4)包括电容c1、c2、功率开关管q1、q2、q3、q4、q5、q6、电感l1、l2、l3,所述电容c1的一端与中线(3)连接,另一端与数据中心(2)的正极连接,所述电容c2的一端与中线(3)连接,另一端与第一高压模块(6)连接,所述功率开关管q1和q2串联,且功率开关管q1和q2整体与电容c1并联,所述功率开关管q3和q4串联,且功率开关管q3和q4整体与电容c1并联,所述功率开关管q5和q6串联,且功率开关管q5和q6整体与电容c1并联,所述电感l1的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管q1和q2的公共端连接,所述电感l2的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管q3和q4的公共端连接,所述电感l3的一端与第一高压模块(6)连接,另一端与功率开关管q5和q6的公共端连接。

3.根据权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁启超缪书坤曹波钟义华
申请(专利权)人:双登集团股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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