用于SPS的供电系统的制作方法

本公开涉及SPS供电技术领域，尤其涉及一种用于SPS的供电系统。

背景技术：

目前在市电正常时，市电经由在线式UPS供电系统中的滤波电路、交流电转换直流电电路、直流电转换交流电电路，将转后的交流电流输出供应负载，并同时对电池充电；当市电中断时，则立即由电池输出直流电流，该直流电流经由在线式UPS供电系统中直流电转换交流电电路，将转换后的交流电流输出供应负载。但是，在线式UPS只能通过一个

直流电转换交流电电路将将转换后的交流电流输出供应负载，因此当该直流电转换交流电电路出现故障时，在线式UPS供电系统会停止供电，从而无法向负载提供不间断供电保障。

技术实现要素：

本公开至少一个实施例的主要目的在于提供一种用于SPS的供电系统，旨在为负载提供不间断的供电保障。

为实现上述目的，本公开一实施例提出一种用于SPS的供电系统，包括SPS设备以及电池组，所述SPS设备包括交流补偿式变换器、主逆变器、第一开关以及第二开关，其中，所述电池组包括钛酸锂电池；

所述主逆变器的输入端与所述电池组连接，且所述主逆变器的输出端与所述第一开关的输入端连接；

所述交流补偿式变换器的输入端与所述电池组连接，且所述交流补偿式变换器的输出端与所述第二开关的输入端连接；

所述第一开关和所述第二开关的输出端分别与负载连接。

优选地，还包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器的输入端与所述第一开关的输出端连接，所述第一滤波器的输出端与负载连接；

所述第二滤波器的输入端与所述第二开关的输出端连接，所述第二滤波器的输出端与负载连接。

优选地，还包括机箱、绝缘板、电压输出接口、UPS逆变器以及电池管理系统BMS，所述电池组、绝缘板以及所述电池管理系统BMS设置在所述机箱的内腔，所述电压输出接口设置在所述机箱的侧面，所述电池组的总电压区间为[338V，528V]；

所述电池组中的钛酸锂电池的正极端和负极端分别安装有所述绝缘板；

所述正极端以及负极端分别连接有正极输出导线和负极输出导线，所述绝缘板上设置有与所述钛酸锂电池对应的开孔，所述正极输出导线以及所述负极输出导线经所述绝缘板的开孔导出，并与所述电压输出接口连接。

优选地，所述电池管理系统BMS包括放电控制开关，所述放电控制开关设置在所述正极输出导线与所述电压输出接口之间，以控制所述电池组的电压输出。

优选地，所述钛酸锂电池的数量值区间为[170，186]个，且每两个钛酸锂电池的正极端与正极端、负极端与负极端分别通过金属片进行并联连接，得到多组并联电池模块；

将各组并联电池模块的负极端与正极端通过所述金属片进行串联连接，得到所述电池组。

优选地，所述正极输出导线经所述正极端安装的绝缘板的开孔导出，所述负极输出导线经所述负极端安装的绝缘板的开孔导出；所述电压输出接口包括两个接线柱，其中，一个接线柱与所述正极输出导线连接，另一个接线柱与所述负极输出导线连接。

优选地，所述金属片包括铝片或铜片。

优选地，所述UPS逆变器与所述电池组连接。

优选地，所述种电池管理系统BMS还包括主控板、用于检测电池组的总电压、电流以及漏电情况的电池簇管理器、用于管理所述电池组中各钛酸锂电池的BMU电池组管理模块、用于根据主控板的控制进行故障报警的报警模块、以及及用于供主控板与服务器之间进行通讯的通讯模块；所述主控板与所述电池簇管理器、BMU电池组管理模块、报警模块以及通讯模块分别电连接。

优选地，所述通讯模块包括Wi-Fi模块、蓝牙模块或者射频模块；所述报警模块包括蜂鸣器或者语音提示装置。

本公开实施例通过将交流补偿式变换器以及主逆变器分别与电池组连接，通过交流补偿式变换器和主逆变器共同为负载提供供电，从而实现了为负载提供不间断的供电保障。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本公开用于SPS的供电系统的电路连接示意图；

图2为本公开用于SPS的供电系统的整体结构示意图；

图3为图1所示的用于SPS的供电系统的组装分解示意图；

图4为图1所示的用于SPS的供电系统的另一组装分解示意图；

图5为图1所示的用于SPS的供电系统中电池组在A端的结构示意图；

图6为图1所示的用于SPS的供电系统中电池组在B端的结构示意图；

图7为本公开用于SPS的供电系统的电池管理系统BMS的电路连接示意图。

本公开实施例目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明，若本公开实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本公开中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。

本公开实施例提出一种用于SPS的供电系统。

主要参照图1，在本公开一实施例中，该用于SPS的供电系统包括SPS设备10以及电池组120，SPS设备10包括交流补偿式变换器12、主逆变器11、第一开关13以及第二开关14，其中，电池组包括钛酸锂电池121；主逆变器11的输入端与电池组120连接，且主逆变器11的输出端与第一开关13的输入端连接；交流补偿式变换器12的输入端与电池组120连接，且交流补偿式变换器12的输出端与第二开关14的输入端连接；第一开关13和第二开关14的输出端分别与负载连接。需要说明的是该SPS设备10可以理解为备份/待命电源(Standby Power Supply，SPS)。

在本公开实施例中，在市电正常或者市电剩余较多时，可以通过该交流补偿式变换器12以及该主逆变器11，将获取到的交流电流转换成直流电流存储至该电池组120中。

本公开实施例通过将交流补偿式变换器12以及主逆变器11分别与电池组120连接，通过交流补偿式变换器12和主逆变器11共同为负载提供供电，从而实现了为负载提供不间断的供电保障。

在一些实施例中，该用于SPS的供电系统还包括第一滤波器15和第二滤波器16，第一滤波器15的输入端与第一开关13的输出端连接，第一滤波器15的输出端与负载连接；第二滤波器16的输入端与第二开关14的输出端连接，第二滤波器16的输出端与负载连接。

主要参照图2至图4，该用于SPS的供电系统还包括机箱110、绝缘板130、电压输出接口140、UPS逆变器(图未示)以及电池管理系统BMS(Battery Management System，BMS)(图未示)，电池组120、绝缘板130以及电池管理系统BMS设置在机箱110的内腔，电压输出接口140设置在机箱110的侧面，电池组120的总电压区间为[338V，528V]；电池组120包括钛酸锂电池121，且钛酸锂电池121的正极端和负极端分别安装有绝缘板130；正极端以及负极端分别连接有正极输出导线(图未示)和负极输出导线(图未示)，绝缘板130上设置有与钛酸锂电池121对应的开孔133，正极输出导线以及负极输出导线经绝缘板130的开孔133导出，并与电压输出接口140连接。

在本公开实施例中，该用于SPS的供电系统的机箱110内部按照上到下的顺序依次设置了第一绝缘板131、电池组120和电池管理系统BMS、第二绝缘板132。该电池组120包括多个钛酸锂电池121，每个钛酸锂电池121的正极端和负极端均设置有的螺纹接线柱122，通过螺母123将与该正极端连接的正极输出导线固定在该正极端的螺纹接线柱122上，并通过螺母将与该负极端连接的负极输出导线固定在该负极端的螺纹接线柱122上。该绝缘板130上设置有与钛酸锂电池121对应的开孔133，且各开孔133直径略大于安装螺母123后的螺纹接线柱122的直径，以方便正极输出导线以及负极输出导线从开孔133中穿过。

本公开实施例通过将钛酸锂电池121应用在用于SPS的供电系统中，从而提高了用于SPS的供电系统的温度适应性、充放电效率以及使用寿命。

在一些实施例中，为了防止钛酸锂电池121自放电，该电池管理系统BMS包括放电控制开关(图未示)，放电控制开关设置在正极输出导线与电压输出接口140之间，以控制电池组120的电压输出。

而对于电池组120的具体结构可以优选采用以下结构实现，主要参照图5和图6，钛酸锂电池121的数量值区间为[170，186]个，且每两个钛酸锂电池121的正极端与正极端、负极端与负极端分别通过金属片160进行并联连接，得到多组并联电池组；将各组并联电池组的负极端与正极端通过金属片进行串联连接，得到电池组120。

需要说明的是，单个钛酸锂电池121的电压为1.821V～2.84V。

在本公开实施例中，通过金属片将钛酸锂电池121进行串并联连接，来实现得到目标电压和目标容量的电池组120，从而方便对电池组120中各钛酸锂电池121的组装、拆卸，进而方便对电池组120的目标电压和目标容量的减小或增加。

可以理解的是，为了方便布线，正极输出导线经正极端安装的绝缘板130的开孔133导出，负极输出导线经负极端安装的绝缘板130的开孔133导出。

本公开实施例中，为了便于控制电池组120的充放电，电压输出接口140包括两个接线柱，其中，一个接线柱141与正极输出导线连接，另一个接线柱142与负极输出导线连接。

在一些实施例中，金属片160为铝片或铜片。

在一些实施例中，UPS逆变器与电池组120连接。

此外，主要参照图7，本公开用于SPS的供电系统中的电池管理系统BMS还包括：主控板20、及与主控板20电连接的电池簇管理器30、BMU电池组管理模块40、报警模块50及通讯模块60。

电池簇管理器30(Battery Cluster Management System，BCMS)，用于检测电池组120的总电压、电流以及漏电情况。例如，用于SPS的供电系统中电池组120由电池管理系统BMS控制，而该电池管理系统BMS由一个电池簇管理器30主，该电池簇管理器30负责管理一个电池组120中的全部电池组管理模块(Battery Management Unit，BMU)，同时具备电池组120的电流检测，电池组120的总电压检测，电池组120的漏电检测，并在电池组120状态发生异常(如电压、电流、温度等模拟量出现超过安全保护门限)时驱动断开高压功率接触器，使电池组退出运行，保障电池使用安全。

BMU电池组管理模块40，用于管理电池组120中各钛酸锂电池121。例如，两个BMU电池组管理模块40，每个BMU电池组管理模块40负责管理12串单体电池模块，具有单体电池端电压检测，电池组120多点温度检测，电池组120均衡控制，以维护电池组120中各钛酸锂电池121的电压一致性。

报警模块50，用于根据主控板20的控制进行故障报警。例如，该报警模块50可以进行：电池组120过压告警；电池组120欠压告警；电池组120过流告警；电池组120高温告警；电池组120低温告警；电池组120漏电告警；电池管理系统BMS通信异常告警；电池管理系统BMS内部异常告警。

通讯模块60，用于供主控板20与服务器之间进行通讯。

本公开实施例通过将电池管理系统BMS应用在用于SPS的供电系统中，从而实现对电池组120的全充全放管理，完成了对电池组120的容量标定以及SOC标定。

在一些实施例中，通讯模块60包括Wi-Fi模块、蓝牙模块或者射频模块；报警模块50包括蜂鸣器或者语音提示装置。

以上所述仅为本公开的优选实施例，并非因此限制本公开的专利范围，凡是在本公开的实用新型构思下，利用本公开说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本公开的专利保护范围内。