一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，包括：至少两电池模块，并联设置于交流母线和直流母线之间，包括：整流单元，连接交流母线，直流母线和磷酸铁锂电池组；并联设置的第一放电回路和第二放电回路，第一放电回路包括串联设置的第一开关器件和单向器件，第二放电回路上设有第二开关器件，单向器件在整流单元的输出电压小于磷酸铁锂电池组的电压时导通；子监控单元，用于监控整流单元和磷酸铁锂电池组的运行状态；控制单元，用于在单向器件不导通时根据运行状态控制电池充电，在单向器件导通时控制第二开关器件闭合延时时间后控制第一开关器件断开为直流母线供电。有益效果是能够及时为直流母线供电，避免减低供电效率和过充过放。率和过充过放。率和过充过放。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统


[0001]本专利技术涉及直流电源
，尤其涉及一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统。

技术介绍

[0002]直流电源系统通常由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成，其中的蓄电池是一种与电力系统运行无关的独立电源系统，在交流电完全消失的情况下或其他事故状态下，仍能可靠工作，是负荷的唯一能源供给者，因此蓄电池质量性能的好坏在一定程度上决定着直流电源运行的质量。
[0003]目前，直流电源系统多采用阀控密封铅酸电池作为备用电源，但这种电池并不能完全适应直流电源系统的运行环境，主要表现为：对环境温度要求较高，检修维护要求严格，长期浮充对电池性能影响较大，存在短时间电池崩溃的隐患以及生产运行及报废过程中会造成一定的重金属污染。而磷酸铁锂电池具有超长寿命，使用安全，绿色环保，可大电流充放电，耐高温，自放电率小，无记忆效应，体积小，重量轻等特点具有无可比拟的优越性，将磷酸铁锂电池运用至直流电源系统中可以大大提高电力系统运行的可靠性和稳定性。但由于磷酸铁锂电池需要进行过充过放控制等，且采用现有铅酸电池的浮充方式容易损坏，现有的过充过放控制等管理机制有可能会导致交流瞬断时无法及时进行直流供电等问题，目前尚未大范围推广。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，包括：
[0005]交流输入模块，分别连接至少一路交流进线和一交流母线，用于将所述交流进线提供的交流电接入至所述交流母线；
[0006]至少两电池模块，两所述电池模块并联设置于所述交流母线和一直流母线之间，每个所述电池模块包括：
[0007]整流单元，所述整流单元的输入端连接所述交流母线，输出端连接所述直流母线，所述整流单元还连接一磷酸铁锂电池组；
[0008]放电回路，设置于所述磷酸铁锂电池组与所述整流单元之间，所述放电回路包括并联设置的一第一放电回路和一第二放电回路，所述第一放电回路包括串联设置的一第一开关器件和一单向器件，所述第二放电回路上设有一第二开关器件，所述单向器件在所述整流单元的输出电压小于所述磷酸铁锂电池组的电压时导通；
[0009]子监控单元，分别连接所述整流单元和所述磷酸铁锂电池组，用于监控所述整流单元和所述磷酸铁锂电池组的运行状态；
[0010]控制单元，分别连接所述整流单元、所述子监控单元和所述放电回路，用于分别控制所述第一开关器件处于常闭状态，所述第二开关器件处于常开状态，以及在所述单向器
件不导通时，根据所述运行状态控制所述整流单元为所述磷酸铁锂电池组充电，在所述单向器件导通时，控制所述第二开关器件闭合一延时时间后，控制所述第一开关器件断开，以通过所述放电回路并经由所述整流单元为所述直流母线供电。
[0011]优选的，所述电池模块还包括一充电回路，设置于所述磷酸铁锂电池组和所述整流单元之间且与放电回路并联设置，所述控制单元在所述单向器件不导通时，根据所述运行状态控制所述整流单元经由所述充电回路为所述磷酸铁锂电池组充电。
[0012]优选的，所述充电回路上设有一第三开关器件，连接所述控制单元，则所述控制单元包括一第一检测单元，用于在控制所述整流单元经由所述充电回路为所述磷酸铁锂电池组充电过程中，检测到所述运行状态表示所述磷酸铁锂电池组充满电时，控制所述第三开关器件断开。
[0013]优选的，所述单向器件为二极管或三极管。
[0014]优选的，还包括一总监控模块，分别连接各所述子监控单元和所述控制单元，所述总监控模块包括：
[0015]存储单元，用于接收并存储各所述子监控单元采集得到的对应的所述电池模块的所述整流单元和所述磷酸铁锂电池组的所述运行状态；
[0016]总控单元，用于针对每个所述电池模块，用接收外部的控制指令并发送至对应的所述控制单元执行。
[0017]优选的，所述控制指令包括对所述整流单元的充电参数进行调整的调整指令，和/或对所述延时时间进行配置的配置指令。
[0018]优选的，还包括一第四开关器件，设置于所述电池模块与所述交流母线之间，所述第四开关器件连接所述总监控模块，并执行所述总监控模块下发的启闭指令。
[0019]优选的，还包括一第五开关器件，设置于所述电池模块与所述直流母线之间，所述第五开关器件连接所述总监控模块，并执行所述总监控模块下发的启闭指令。
[0020]优选的，所述控制单元包括一第二检测单元，用于在所述磷酸铁锂电池组经由所述放电回路和所述整流单元为所述直流母线供电过程中，检测到所述运行状态表示所述磷酸铁锂电池组的电量小于一阈值时给出相应的预警提示并发送至所述总监控模块。
[0021]优选的，还包括至少一移动终端，连接所述总监控模块，用于供管理人员远程查看所述运行状态以及接收所述预警提示。
[0022]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0023]1)通过在第一放电回路上设置单向器件，且其在整流单元的输出电压小于磷酸铁锂电池组的电压时导通，使得在交流电供电出现异常时能够及时为直流母线供电，避免出现交流电瞬断时无法及时为直流母线供电的安全隐患；
[0024]2)通过并联设置第二放电回路，并在第二放电回路上设置可控制的第二开关器件，其中，由于第一放电回路上的第一开关器件常闭，第二开关器件常开，交流电瞬断时磷酸铁锂电池组通过第一放电回路供电，此时控制第二开关器件闭合，磷酸铁锂电池组通过第一放电回路和第二放电回路供电，在通过两条回路供电一延时时间后，控制第一开关器件断开，此时磷酸铁锂电池组通过第二放电回路供电，在保证及时供电的同时有效避免长时间通过第一放电回路供电使得单向器件过热，避免减低供电效率以及延长单向器件的使用寿命；
[0025]3)通过在充电回路上设置第三开关器件，能够在磷酸铁锂电池组充满电时及时断开充电回路，避免过充；
[0026]4)通过在放电过程中检测磷酸铁锂电池组的电量，并及时给出预警提示，能够在存储电量较低时及时提醒管理人员采取相应的应对措施，避免过放；
[0027]5)通过并联设置电池模块，在提高直流电源系统的容量的同时，在单个电池模块出现故障时，可以但不更换而不影响其他电池模块的正常运行。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的较佳的实施例中，一种磷酸铁锂电池的直流电源系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术并不限定于该实施方式，只要符合本专利技术的主旨，则其他实施方式也可以属于本专利技术的范畴。
[0030]本专利技术的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，如图1所示，包括：
[0031]交流输入模块1，分别连接至少一路交流进线2和一交流母线3，用于将交流进线2提供的交流电接入至交流母线3；
[0032]至少两电池模块4，两电池模块4并联设置于交流母线3和一直流母线5之间，每个电池模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，其特征在于，包括：交流输入模块，分别连接至少一路交流进线和一交流母线，用于将所述交流进线提供的交流电接入至所述交流母线；至少两电池模块，两所述电池模块并联设置于所述交流母线和一直流母线之间，每个所述电池模块包括：整流单元，所述整流单元的输入端连接所述交流母线，输出端连接所述直流母线，所述整流单元还连接一磷酸铁锂电池组；放电回路，设置于所述磷酸铁锂电池组与所述整流单元之间，所述放电回路包括并联设置的一第一放电回路和一第二放电回路，所述第一放电回路包括串联设置的一第一开关器件和一单向器件，所述第二放电回路上设有一第二开关器件，所述单向器件在所述整流单元的输出电压小于所述磷酸铁锂电池组的电压时导通；子监控单元，分别连接所述整流单元和所述磷酸铁锂电池组，用于监控所述整流单元和所述磷酸铁锂电池组的运行状态；控制单元，分别连接所述整流单元、所述子监控单元和所述放电回路，用于分别控制所述第一开关器件处于常闭状态，所述第二开关器件处于常开状态，以及在所述单向器件不导通时，根据所述运行状态控制所述整流单元为所述磷酸铁锂电池组充电，在所述单向器件导通时，控制所述第二开关器件闭合一延时时间后，控制所述第一开关器件断开，以通过所述放电回路并经由所述整流单元为所述直流母线供电。2.根据权利要求1所述的基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，其特征在于，所述电池模块还包括一充电回路，设置于所述磷酸铁锂电池组和所述整流单元之间且与放电回路并联设置，所述控制单元在所述单向器件不导通时，根据所述运行状态控制所述整流单元经由所述充电回路为所述磷酸铁锂电池组充电。3.根据权利要求2所述的基于磷酸铁锂电池的直流电源系统，其特征在于，所述充电回路上设有一第三开关器件，连接所述控制单元，则所述控制单元包括一第一检测单元，用于在控制所述整流单元经由所述充电回路为所述磷酸铁锂电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道，徐晓炜，杨广，周钦哲，姜发令，常胜利，杨林，李梦义，
申请(专利权)人：上海航天电源技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：