一種通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，特別是一種涉及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、通信基站用的直流儲(chǔ)能電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS)的電池管理控制方式是，通過檢測控制單元檢測電池溫度、電流和電壓，外部整流控制單元根據(jù)檢測控制單元發(fā)來的溫度和電流數(shù)據(jù)調(diào)整充電電壓，容量檢測要停止充電輸入，開啟與電池并聯(lián)的電阻放電，外部過放保護(hù)單元根據(jù)數(shù)據(jù)檢測單元的電壓數(shù)據(jù)適時(shí)關(guān)閉放電。蓄電池正常情況下，通過外部整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電給蓄電池，蓄電池通過逆變器把直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz的正弦波交流提供給負(fù)載例如專利CN 103117594提出的一種電力系統(tǒng)中鋰電池儲(chǔ)能式直流電源控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的間斷電源(UPS)占用的空間較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用時(shí)效率低、維護(hù)難度大、擴(kuò)容難，同時(shí)傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS)中使用的逆變環(huán)節(jié)會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，而且存在單點(diǎn)故障，故障時(shí)間為每年31.5秒~5.26分鐘之間。
[0003]隨著技術(shù)發(fā)展，人們提出了高壓直流電源(HVDC)，相比傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS),高壓直流電源(HVDC)的控制簡單，可靠性更高，維護(hù)成本低，能耗也較低。一般的高壓直流電源(HVDC)在市電正常工作時(shí)，由高壓直流開關(guān)電源進(jìn)充電，電池組不對設(shè)備提供電能；當(dāng)交流電源故障時(shí)再由電池組向設(shè)備提供電能，保證設(shè)備的不間斷供電，如專利CN 103346612 A所提出的336V DC直流不間斷電源系統(tǒng)及供電方法。這種高壓直流電源(HVDC)缺少對電池組智能的充放電管理，在市電正常供電時(shí)，電池組一直處于充電狀態(tài)，容易造成過充，電池組容易損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本使用新型解決的技術(shù)問題是提供一種通過高壓直流電源(HVDC)及內(nèi)部電池管理單元的有效管理實(shí)現(xiàn)鋰離子電池組應(yīng)用于直流通信儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)無需逆變環(huán)節(jié)，并能智能化充放電、自動(dòng)均衡、實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)、與機(jī)房電源系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信的功能。用高壓直流替代傳統(tǒng)的不間斷電源(UPS)供電，整個(gè)生命周期內(nèi)平均節(jié)能20%到30%，平均節(jié)省投資超過40%。更重要的是由于高壓直流供電系統(tǒng)從根本上克服了不間斷電源(UPS)存在的單點(diǎn)故障問題，且維護(hù)操作方法簡便，使得系統(tǒng)的安全性、可靠性大大提高。電池部分使用的是電池相比傳統(tǒng)的蓄電池其工作環(huán)境溫度范圍寬，工作的溫度區(qū)間為10°C ~65°C，解決了傳統(tǒng)蓄電池采集線易腐蝕、受溫度制約的弊端。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型的電源系統(tǒng)包括:電池組、充放電端口、電池保護(hù)單元、電壓轉(zhuǎn)換模塊、電池管理單元、常開延時(shí)開關(guān)、自鎖開關(guān)。
[0006]所述的充放電端口由充放電第一極和充放電第二極組成；所述的電池保護(hù)單元由共極性整流二極管、充電電子開關(guān)、放電電子開關(guān)構(gòu)成；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊提供兩組電壓端，第一組電壓端由第一端口和第二端口構(gòu)成，第二組電壓端由第三端口和第四端口構(gòu)成；
[0007]所述的常開延時(shí)開關(guān)與自鎖開關(guān)串聯(lián)；
[0008]所述的電池組有三個(gè)回路連接，第一回路連接為電池組的第一極連接電池保護(hù)單元后連接充放電第一極，由充放電第二極與電池組的第二極相連；第二回路連接為電池組的第一極連接電池保護(hù)單元后連接電壓轉(zhuǎn)換模塊的第一端口，經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換模塊的第二端口到電池組的第二極；第三路連接為電池組的第一極連接常開延時(shí)開關(guān)與自鎖開關(guān)的串聯(lián)電路后連接到電壓轉(zhuǎn)換模塊的第一端，經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換模塊的第二端口到電池組的第二極；
[0009]所述的電池保護(hù)單元中的共極性整流二極管由兩個(gè)二極管共極性串聯(lián)構(gòu)成，電池保護(hù)單元中的充電電子開關(guān)與正向連接于電池組第一回路的二極管并聯(lián)，放電電子開關(guān)與反向連接于電池組第一回路的二極管并聯(lián)；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的第三端口與第四端口分別與電池管理單元的兩個(gè)供電端口相連；
[0010]所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的第三端口與第四端口分別與電池管理單元的兩個(gè)供電端口相連；
[0011]所述的電池管理單元，控制放電電子開關(guān)和充電電子開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。
[0012]在上述技術(shù)方案中市電正常供電狀態(tài)下，電池系統(tǒng)與市電并行給設(shè)備供電，同時(shí)還可以濾除電網(wǎng)串進(jìn)來的噪聲。市電出現(xiàn)故障中斷之后，立即由電池系統(tǒng)給機(jī)房IT設(shè)備供電。如果市電故障連續(xù)長時(shí)間存在，在此極端情況下，電池系統(tǒng)在達(dá)到關(guān)斷放電回路條件之后，相繼停止給設(shè)備供電、關(guān)閉內(nèi)部電路，以達(dá)到零功耗，避免電池系統(tǒng)長期擱置導(dǎo)致電芯過放；當(dāng)市電恢復(fù)供電，電池系統(tǒng)內(nèi)部電路自動(dòng)激活，中央數(shù)據(jù)處理與控制單元按照電池組的充電曲線，發(fā)送指令給交直流測控單元，從而智能控制充電過程。同時(shí)電池系統(tǒng)具備完整的監(jiān)控和支持遠(yuǎn)程控制功能，操作人員可通通信模塊，發(fā)送對應(yīng)指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)房電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。在維護(hù)IT設(shè)備過程中，需要取下高壓直流電池系統(tǒng)，則可直接拔出此系統(tǒng)，電池系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止工作，如此長期擱置也不存在能量損耗問題。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加通信模塊，所述的通信模塊與電池管理單元相連；所述的通信模塊能夠接受外部指令來控制電池管理單元。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加應(yīng)急輸出口，所述的應(yīng)急輸出口連接在電池組的第一極和第二極之間；當(dāng)電池管理單元故障時(shí)，充電電子開關(guān)和放電電子開關(guān)均斷開，不能輸出電壓，電池組通過應(yīng)急輸出口臨時(shí)給外部設(shè)備供電。
[0015]更進(jìn)一步，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加第一保護(hù)電路，所述的第一保護(hù)電路連接在電池組和應(yīng)急輸出口之間。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加第二保護(hù)電路，所述的第二保護(hù)電路連接在電池組的第一回路中的電池保護(hù)單元與充放電端口的充放電第一極之間。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加第三保護(hù)電路，所述的第三保護(hù)電路連接在電池組的第二回路中的電池保護(hù)單元與電壓轉(zhuǎn)換模塊的第一端口之間。
[0018]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加單體電壓檢測和/或電流檢測和/或溫度檢測；所述的單體電壓檢測通過電壓采集排線檢測電池組的電壓，將檢測到的電池組的電壓信息傳遞到電池管理單元；所述的電流檢測由霍爾電流傳感器構(gòu)成，套接在充放電端口的充放電第一極上，通過霍爾電流傳感器檢測充放電端口的電流，將檢測到的充放電端口的電流信息傳遞到電池管理單元；所述的溫度檢測檢測電池組的表面溫度，將檢測到的電池組的溫度信息傳遞到電池管理單元。
[0019]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的通信儲(chǔ)能電源系統(tǒng)增加防倒灌二極管D3和防倒灌二極管D4 ;防倒灌二極管D3正向連接在電池組的第二回路中的電池保護(hù)單元與電壓轉(zhuǎn)換模塊的第一端口之間，防倒灌二極管D4正向連接在電池組的第三回路中的常開延時(shí)開關(guān)與電壓轉(zhuǎn)換模塊的串聯(lián)電路和電壓轉(zhuǎn)換模塊的第一端口之間。
[0020]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電池組的第一極為正極，電池組的第二極為負(fù)極；所述的充放電端口的充放電第一極為充放電正極，充放電第二極為充放電負(fù)極。
[0021]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電池組的第一極為負(fù)極，電池組的第二極為正極；所述的充放電端口的充放電第一極為充放電負(fù)極，充放電第二極為充放電正極。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型的該優(yōu)選實(shí)施例的第一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。