蓄电池组电压均衡系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及供电设备技术领域，公开了一种蓄电池组电压均衡系统及方法。该系统包括：开关电源、蓄电池组、单体电压检测器、电流传感器和控制单元；其中，开关电源与蓄电池组形成回路为蓄电池组提供充电电压；电流传感器串联在所述回路中检测所述回路中的电流强度；单体电压检测器与蓄电池组中每个单体电池两端相耦接测量单体电池端电压的均衡度；控制单元与单体电压检测器、电流传感器及开关电源相耦接，在所述端电压的均衡度超出阈值时控制所述充电电压以保持所述电流强度为零。本发明专利技术不切断电路不形成放电回路，等效实现了蓄电池组的静置，从而使单体电池的电压达到均衡，有效提升了系统安全性能，降低了故障率，减少了运营维护时间和工作量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及供电设备
，公开了一种。该系统包括：开关电源、蓄电池组、单体电压检测器、电流传感器和控制单元；其中，开关电源与蓄电池组形成回路为蓄电池组提供充电电压；电流传感器串联在所述回路中检测所述回路中的电流强度；单体电压检测器与蓄电池组中每个单体电池两端相耦接测量单体电池端电压的均衡度；控制单元与单体电压检测器、电流传感器及开关电源相耦接，在所述端电压的均衡度超出阈值时控制所述充电电压以保持所述电流强度为零。本专利技术不切断电路不形成放电回路，等效实现了蓄电池组的静置，从而使单体电池的电压达到均衡，有效提升了系统安全性能，降低了故障率，减少了运营维护时间和工作量。【专利说明】
本专利技术涉及供电设备
，特别涉及一种。
技术介绍
对于重要的核心用电设备，后备电源是保证设备安全稳定运行的重要组件。比如在核心的通信网络节点，为了保证整个通信网络的安全和稳定性，需要在断电等突发情况发生时接通后备供电模组，以保证通信系统能持续正常运行直到恢复正常供电。通常情况下，核心用电设备主要通过市电供电获取电力，在市电断电时采用蓄电池组作为后备电源进行供电。作为后备电源的蓄电池组一般并联浮充接入供电回路中，由于电池的个体差异，在现有的蓄电池组(比如磷酸铁锂电池)使用过程中，经常出现蓄电池组内某些单体蓄电池电压不均衡的现象。考虑到蓄电池组是多个单体电池的串联结构，任一单体电池受损都会导致整个蓄电池组失效，为避免电压严重失衡对电池造成损害，必须对电池电压进行均衡以确保蓄电池组的使用寿命。目前，对蓄电池组进行电压均衡的方式主要有:在蓄电池组内每个单体电池的两端安装一个平衡器(如MOS管)，当某个单体电池电压较高时，给MOS管一个控制信号，MOS管给该电池形成一个放电回路，通过蓄电池放电，形成电压下降，从而达到整组电池端电压平衡。由于平衡器的加入，蓄电池储存容量有所减少，供电系统的安全系数有所下降；此外平衡器不仅增加了系统成本，还增加了运行时的故障率，导致维护工作量大增。另一种现有方式是在蓄电池与母线连接之间安装机械开关或电子开关，当发现整组电池中单体端电压不平衡超出安全范围时，断开机械开关或电子开关，让蓄电池静置一段时间，直到整组电池中单体端电压趋于平衡，再合上机械开关或电子开关。但该方法同样增加了供电系统的单点故障点(一旦开关故障整个系统均无法使用)，系统安全系数进一步下降。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何安全快捷地均衡蓄电池组电压。为解决上述问题，一方面，本专利技术提供了一种蓄电池组电压均衡系统，所述系统包括:开关电源、蓄电池组、单体电压检测器、电流传感器和控制单元；其中，所述开关电源与所述蓄电池组形成回路为所述蓄电池组提供充电电压；所述电流传感器串联在所述回路中检测所述回路中的电流强度；所述单体电压检测器与所述蓄电池组中每个单体电池两端相耦接测量单体电池端电压的均衡度；所述控制单元与所述单体电压检测器、所述电流传感器及所述开关电源相耦接，在所述端电压的均衡度超出阈值时控制所述充电电压以保持所述电流强度为零。优选地，所述开关电源包括多个整流模块，每个整流模块的输出电压和电流大小由所述控制单元独立控制。优选地，所述开关电源为高频开关电源。优选地，所述系统中包括两个不同量程的电流传感器。优选地，所述电流传感器为霍尔电流传感器。优选地，所述系统还包括:与所述控制单元相耦接的启动单元，在所述端电压均衡时向所述控制单元发出继续充电的信号。优选地，所述启动单元为计时器或脉冲信号发生器。优选地，所述蓄电池组为磷酸铁锂蓄电池组。另一方面，本专利技术还同时提供一种蓄电池组电压均衡方法，所述方法包括步骤:以浮充方式对蓄电池组充电；在检测到单体电池的电压不平衡度大于预先设定的阈值时触发警示；根据所述警示调整开关电源的电压并实时跟踪蓄电池组回路的电流强度，使蓄电池组充放电电流为零；当单体电池的电压不平衡度小于预先设定的阈值或经过一段时间后，再次启动充电过程。优选地，所述方法在蓄电池组充放电过程中循环进行。与现有技术相比，本专利技术的技术方案不切断电路不形成放电回路，而是自动跟踪蓄电池组的充放电电流，等效实现了蓄电池组的静置，从而使蓄电池组内每个单体电池的电压达到均衡，比采用传统的平衡器或开关方式提升了系统安全性能，降低了故障率，减少了运营维护时间和工作量，节省了成本。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术一个实施例中蓄电池组电压均衡系统的电路结构示意图；图2为本专利技术一个实施例中系统中蓄电池电压变化示意图。【具体实施方式】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、完整的描述。显然，所描述的实施例为实施本专利技术的较佳实施方式，所述描述是以说明本专利技术的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。针对现有技术的缺陷，本专利技术中提供了一种新型电路，通过跟踪充放电电流，不依靠平衡器、机械开关或电子开关即可实现蓄电池组的静置，在提升安全性能的基础上，使电路尽可能简单，从而进一步提高供电系统的可靠性，减少维护量和制造成本。如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，蓄电池组电压均衡系统包括:开关电源、蓄电池组、单体电压检测器、电流传感器和控制单元；其中，开关电源与蓄电池组形成回路为蓄电池组提供充电电压；电流传感器串联在所述回路中检测所述回路中的电流强度；单体电压检测器与蓄电池组中每个单体电池两端相耦接测量单体电池端电压的均衡度；控制单元与单体电压检测器、电流传感器及开关电源相耦接，在所述端电压的均衡度超出阈值时控制所述充电电压以保持所述电流强度为零。通过上述方式，本专利技术使蓄电池组自然进入静置状态，依靠单体电池之间自身的端电压差在蓄电池组内部进行充放电，以使全部单体电池的端电压形成一种均衡。由于本专利技术中并不设置开关或平衡器，不会切断电路的回路或让电池放电，避免了系统因开关故障而整体失效的问题，也不会对电池容量造成影响，有效保证了整个供电系统的安全性和可靠性。优选地，开关电源为高频开关电源。此外，开关电源可由多个整流模块组成，每个整流模块的输出电压和电流大小可由控制单元独立控制。优选地，电流传感器为霍尔电流传感器。此外，所述系统中可以包括两个不同量程的电流传感器。采用量程大小不同的两个传感器来分别检测不同程度的电流强度，可以进一步保证静置时的稳定性，从而保证电压均衡的可靠性和安全性。在本专利技术的一个优选实施例中，所述系统还包括与控制单元相稱接的启动单元，在所述端电压均衡时向所述控制单元发出继续充电的信号。优选地，启动单元为计时器或脉冲信号发生器。当采用计时器时，对蓄电池组的静置时间进行计时，在静置一定时间后给出信号以再次启动充电过程；当采用脉冲信号发生器时，与单体电压检测器相耦接，在检测到全部单体电池的端电压达到均衡时给出再次启动充电过程的脉冲信号。系统正常状态下以浮充方式运行。运行过程中，若单体电池间浮充电压不平衡度大于预先设定的阈值时(可以是多个端电压间差值过大，也可以是某个单体电池端电压过高)，根据单体电压检测器的警示触发控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池组电压均衡系统，其特征在于，所述系统包括：开关电源、蓄电池组、单体电压检测器、电流传感器和控制单元；其中，所述开关电源与所述蓄电池组形成回路为所述蓄电池组提供充电电压；所述电流传感器串联在所述回路中检测所述回路中的电流强度；所述单体电压检测器与所述蓄电池组中每个单体电池两端相耦接测量单体电池端电压的均衡度；所述控制单元与所述单体电压检测器、所述电流传感器及所述开关电源相耦接，在所述端电压的均衡度超出阈值时控制所述充电电压以保持所述电流强度为零。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长煦，
申请(专利权)人：北京时空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：