蓄电池组充电保护方法、装置及系统与流程

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种蓄电池组充电保护方法、装置及系统。

背景技术：

不间断电源是为核心机房和idc机房提供电能的重要设备。特别的，在市电断电后，油机送电或市电恢复前，需要通过不间断电源设备为核心机房和idc机房承载业务的设备提供电能。

不间断电源中一般包括有蓄电池组，在正常状态下，蓄电池组将长期处于浮充状态，以保证电容量充足。但长期处于浮充状态的蓄电池组，需要定期进行核对性放电试验或全容量放电试验，以检测蓄电池的剩余容量，并对其进行活化。现有技术中，可利用自带假负载的放电仪对蓄电池进行单组全容量放电试验，在放电试验时一般采用离线放电接线方式，放电完成后需将该组蓄电池接回ups系统进行充电。

但是，由于机房维护人员无法对ups的充电参数进行设置，且一台ups主机下挂电池通常不止一组，所以被充电蓄电池组往往要承受多倍的允许充电电流，从而对蓄电池组带来不可逆伤害。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种蓄电池组充电保护方法、装置及系统。

第一方面，本发明提供了一种蓄电池组充电保护装置，包括：电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；

其中，所述第一充电连接极柱的一端与蓄电池组空开负极电连接，另一端与所述电压检测模块和所述电流检测模块分别电连接；

所述第二充电连接极柱的一端与被充电的蓄电池组的负极端子电连接，另一端与所述电压检测模块和所述限压限流模块分别电连接；

所述电压检测极柱的一端与被充电的蓄电池组的正极端子电连接，另一端连入所述电压检测模块；

所述电压检测模块还与所述控制模块连接，用于测量所述电压检测极柱与所述第二充电连接极柱之间的蓄电池组电压信号，还用于测量所述第一充电连接极柱与所述第二充电连接极柱之间的系统电压信号，并将所述蓄电池组电压信号和所述系统电压信号发送至所述控制模块；

所述电流检测模块还分别与限压限流模块和所述控制模块连接，用于检测所述被充电的蓄电池组的充电电流信号，并将所述充点电流信号发送至所述控制模块；

所述电源模块用于与市电连接，并为所述蓄电池组充电保护装置供电；

所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：触控显示屏；

所述触控显示屏与所述控制模块电连接，用于将用户输入的配置参数发送至所述控制模块，以供所述控制模块根据所述配置参数控制所述限压限流模块的导通或断开。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：电源存储模块；

所述电源存储模块置于所述电源模块内，用于在所述电源模块断电时启动并为所述蓄电池组充电保护装置供电。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：壳体、设置在壳体任一表面的至少一个散热风扇，以及设置在与所述散热风扇所在表面相对一面的出风口；

其中，所述电压检测模块、所述限压限流模块、所述电流检测模块、所述控制模块以及所述电源模块均设置在所述壳体内；

所述第一充电连接极柱、所述第二充电连接极柱、所述电压检测极柱贯穿所述壳体的同一表面设置。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：电源接口；

所述电源接口设置在所述壳体一侧，用于市电通过所述电源接口接入所述电源模块。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：还包括：遥控模块；

所述遥控模块分别与所述触屏显示屏和所述控制模块电连接，用于与移动终端进行通信连接，并将用户通过移动终端输入的配置参数分别发送至所述控制模块和所述触屏显示屏，以供所述触屏显示屏对所述配置参数进行显示，所述控制模块根据所述配置参数控制所述限压限流模块的导通或断开。

第二方面，本发明提供了一种蓄电池组充电保护方法，所述蓄电池组充电保护方法基于前述任一项所述的蓄电池组充电保护装置，所述蓄电池组充电保护方法包括：

接收充电保护配置参数；

当市电通电时，市电依次经过主机、蓄电池组空开和所述蓄电池组充电保护装置以为所述被充电的蓄电池组供电，并根据所述充电电流信号以及蓄电池组电压信号控制所述限压限流模块导通或断开，以使所述被充电的蓄电池组依次处于均充和浮充状态；

当市电断电时，根据系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值控制所述限压限流模块导通或断开，以使所述被充电的蓄电池组放电。

可选的，所述充电保护配置参数包括均充电流最大值和均充电压最大值；

当市电通电时，市电依次经过主机、蓄电池组空开和所述蓄电池组充电保护装置以为所述被充电的蓄电池组供电，并根据所述充电电流信号以及蓄电池组电压信号控制所述限压限流模块导通或断开，包括：

所述当市电通电时，市电依次经过主机、蓄电池组空开和所述蓄电池组充电保护装置以为所述被充电的蓄电池组供电，并控制所述限压限流模块从断开至导通，其中，所述充电电流信号始终不大于均充电流最大值，所述蓄电池组电压信号始终不大于所述均充电压最大值。

可选的，所述当市电断电时，根据系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值控制所述限压限流模块导通或断开，以使所述被充电的蓄电池组放电，包括：

判断所述系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值是否大于预设差值；

若是，则控制模块控制所述限压限流模块断开，以使除被充电的蓄电池组以外的其他蓄电池组向负载放电并降低所述系统电压信号，直至所述系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值不大于预设差值；

若否，则控制模块控制所述限压限流模块导通，以使包括所述被充电的蓄电池组的全部蓄电池组向负载放电，直至市电导通。

第三方面，本发明提供了一种蓄电池组充电保护系统，包括：

被充电的蓄电池组、蓄电池组空开、分别与被充电的蓄电池组和蓄电池组空开连接的如前任一项所述的蓄电池组充电保护装置、与所述蓄电池组空开连接的主机以及与所述主机连接的负载；

其中，所述蓄电池组充电保护装置采用如前任一项的蓄电池组充电保护方法为所述被充电的蓄电池组提供充电保护。

本发明提供的蓄电池组充电保护方法、装置及系统通过设置电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路，从而为包括蓄电池组在内的系统提供充电保护，有效保证了系统的充放电运行。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种蓄电池组充电保护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种蓄电池组充电保护装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种蓄电池组充电保护方法的流程示意图；

图4为本发明实施例三提供的又一种蓄电池组充电保护方法的流程示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种蓄电池组充电保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明示例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明示例中的附图，对本发明示例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

不间断电源是为核心机房和idc机房提供电能的重要设备。特别的，在市电断电后，油机送电或市电恢复前，需要通过不间断电源设备为核心机房和idc机房承载业务的设备提供电能。

不间断电源中一般包括有蓄电池组，在正常状态下，蓄电池组将长期处于浮充状态，以保证电容量充足。但长期处于浮充状态的蓄电池组，需要定期进行核对性放电试验或全容量放电试验，以检测蓄电池的剩余容量，并对其进行活化。现有技术中，可利用自带假负载的放电仪对蓄电池进行单组全容量放电试验，在放电试验时一般采用离线放电接线方式，放电完成后需将该组蓄电池接回ups系统进行充电。

但是，由于机房维护人员无法对ups的充电参数进行设置，且一台ups主机下挂电池通常不止一组，所以被充电蓄电池组往往要承受多倍的允许充电电流，从而对蓄电池组带来不可逆伤害。

针对该问题，图1为本发明实施例一提供的一种蓄电池组充电保护装置的结构示意图，如图1所示的，该蓄电池组充电保护装置，包括：

电压检测模块11、限压限流模块12、电流检测模块13、控制模块14、电源模块15、第一充电连接极柱21、第二充电连接极柱22、电压检测极柱23；

其中，所述第一充电连接极柱21的一端与蓄电池组空开负极电连接，另一端与所述电压检测模块11和所述电流检测模块13分别电连接；

所述第二充电连接极柱22的一端与被充电的蓄电池组的负极端子电连接，另一端与所述电压检测模块11和所述限压限流模块12分别电连接；

所述电压检测极柱23的一端与被充电的蓄电池组的正极端子电连接，另一端连入所述电压检测模块11；

所述电压检测模块11还与所述控制模块14连接，用于测量所述电压检测极柱23与所述第二充电连接极柱22之间的蓄电池组电压信号，还用于测量所述第一充电连接极柱21与所述第二充电连接极柱22之间的系统电压信号，并将所述蓄电池组电压信号和所述系统电压信号发送至所述控制模块14；

所述电流检测模块13还分别与限压限流模块12和所述控制模块14连接，用于检测所述被充电的蓄电池组的充电电流信号，并将所述充点电流信号发送至所述控制模块14；

所述电源模块15用于与市电连接，并在市电通电的情况下为本蓄电池组的充电保护装置供电；

所述控制模块14还与所述限压限流模块12电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块12的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池空开之间不形成通路。

对于一个ups主机配置有两组及以上蓄电池组的实际应用场景，单组蓄电池组经过全容量放电测试后，蓄电池组的电压较低。一方面，电压较低的蓄电池组直接接入ups系统进行充电有充电电流过大的危险，进而缩短蓄电池组的使用寿命；另一方面，若在充电初期发生市电断电，需要蓄电池组放电为通信负载提供电力保障时，端电压过低的蓄电池组不但无电可放，还可能出现其他正常蓄电池组在为通信负载供电的同时为其充电，产生环流，缩短了整个系统的备电时长，增加了通信负载的掉电风险。

考虑到该问题，本发明提供了蓄电池组充电保护装置，该蓄电池组充电保护装置连接在被充电的蓄电池组与蓄电池空开之间，市电将依次通过主机和蓄电池组空开、蓄电池组充电保护装置以将电输送至被充电的蓄电池组，同时，在充电过程中，蓄电池组充电保护装置可为被充电的蓄电池组提供安全有效的均充和浮充且免于市电断电时其他蓄电池组对该被充电的蓄电池组的倒充电。

具体来说，在本发明提供的蓄电池组充电保护装置中，当市电正常通电时，其可正常导通以使市电经过蓄电池空开进入蓄电池充电保护装置并被充电的蓄电池组供电。其中，控制模块14将控制限压限流模块12逐步从断开状态切换至导通状态，以使市电可基于该限压限流模块提供的通路输入至被充电的蓄电池组。由于控制模块14是基于电流检测模块13检测获得的当前流入被充电的蓄电池组的充电电流信号，以及电压检测模块11检测获得的蓄电池组电压信号，对限压限流模块12进行控制的，其可有效保证该充电电流信号以及蓄电池组电压信号处于被充电的蓄电池组可承受的范围，避免蓄电池组的过载受损。

当市电正常断电时，控制模块14将基于系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值控制限压限流模块导通或断开13，以使该被充电的蓄电池组向外放电，从而有效避免于市电断电时其他充电蓄电池对该被充电的蓄电池组的倒充电。

可选的，如图1所示的，该蓄电池组充电保护装置还包括：触控显示屏16；

所述触控显示屏16与所述控制模块14电连接，用于将用户输入的配置参数发送至所述控制模块14，以供所述控制模块14根据所述配置参数控制所述限压限流模块12的导通或断开。该触控显示屏16可为触摸屏或其他显示交互设备，本发明对此不进行限制。

可选的，该蓄电池组充电保护装置还包括：电源存储模块(图未示)；

所述电源存储模块置于所述电源模块15内，用于在所述电源模块15断电时启动并为所述蓄电池组充电保护装置供电，以供其正转运行，为被充电的蓄电池组提供不间断保护。

可选的，如图1所示的，该蓄电池组充电保护装置还包括：电源接口24；

所述电源接口24设置在所述壳体一侧，用于市电通过所述电源接口24接入所述电源模块15。

可选的，如图1所示的，该蓄电池组充电保护装置还包括：还包括：遥控模块17；

所述遥控模块17分别与所述触屏显示屏16和所述控制模块14电连接，用于与移动终端进行通信连接，并将用户通过移动终端输入的配置参数分别发送至所述控制模块14和所述触屏显示屏，以供所述触屏显示屏对所述配置参数进行显示，所述控制模块14根据所述配置参数控制所述限压限流模块12的导通或断开。

本发明提供的蓄电池组充电保护装置及系统，通过设置电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路，从而为包括蓄电池组在内的系统提供充电保护，有效保证了系统的充放电运行。

在上述实施例的基础上，图2为本发明实施例二提供一种蓄电池组充电保护系统的结构示意图，如图2所示的，该蓄电池组充电保护装置包括：

电压检测模块11、限压限流模块12、电流检测模块13、控制模块14、电源模块15、第一充电连接极柱21、第二充电连接极柱22、电压检测极柱23。其各模块功能和连接关系与前述实施例类似，在此不进行赘述。

与前述实施例不同的是，图2所示实施例中还包括壳体、设置在壳体任一表面的至少一个散热风扇25，以及设置在与所述散热风扇所在表面相对一面的出风口；

其中，所述电压检测模块11、所述限压限流模块12、所述电流检测模块13、所述控制模块14以及所述电源模块15均设置在所述壳体内；

所述第一充电连接极柱21、所述第二充电连接极柱22、所述电压检测极柱23贯穿所述壳体的同一表面设置。

所述散热风扇25为所述限压限流模块12、所述控制模块14及所述电源模块15进行降温，并与出风口配合使用，以减少热积累，延长使用寿命。

此外，所述壳体的底部设有四个绝缘支撑脚，所述绝缘支撑脚对称设置并用于支撑所述蓄电池组充电智能保护装置。

本发明提供的蓄电池组充电保护装置及通过设置电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路，从而实现对于被充电蓄电池的充电保护，避免其因承受多倍的允许充电电流以造成的对蓄电池组带来不可逆的伤害。

图3为本发明实施例三提供的一种蓄电池组充电保护方法的流程示意图，如图3所示的，本发明提供的一种蓄电池组充电保护方法基于前述任一项所述的蓄电池组充电保护装置，所述蓄电池组充电保护方法包括：

步骤101、接收充电保护配置参数；

步骤102、当市电通电时，市电依次经过主机、蓄电池组空开和所述蓄电池组充电保护装置以为所述被充电的蓄电池组供电，并根据所述充电电流信号以及蓄电池组电压信号控制所述限压限流模块导通或断开，以使所述被充电的蓄电池组依次处于均充和浮充状态；

步骤103、当市电断电时，根据系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值控制所述限压限流模块导通或断开，以使所述被充电的蓄电池组放电。

具体来说，在本发明提供的蓄电池组充电保护方法中，当市电正常通电时，其可正常为被充电的蓄电池组供电。其中，控制模块14将控制限压限流模块12逐步从断开状态切换至导通状态，以使市电可基于该限压限流模块提供的通路输入至被充电的蓄电池组。由于控制模块14是基于电流检测模块13检测获得的当前流入被充电的蓄电池组的充电电流信号，以及电压检测模块11检测获得的蓄电池组电压信号，对限压限流模块12进行控制的，其可有效保证该充电电流信号以及蓄电池组电压信号处于被充电的蓄电池组可承受的范围，避免蓄电池组的过载受损。

当市电正常断电时，控制模块14将基于系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值控制限压限流模块导通或断开13，以使该被充电的蓄电池组向与之连接的负载或通信负载放电，从而有效避免于市电断电时其他充电蓄电池对该被充电的蓄电池组的倒充电。

为了进一步说明本实施例提供的蓄电池组充电保护方法，图4为本发明实施例三提供的又一种蓄电池组充电保护方法的流程示意图，如图4所示的，蓄电池组充电保护方法还可包括：

步骤201、接收充电保护配置参数；

具体的，可通过所述触控显示屏输入单组蓄电池组最高允许的均充电压值、单组均充电流值、放电时蓄电池组端电压与系统电压的最大允许差值、蓄电池组并联组数、系统最大均充电流值等参数，或是输入蓄电池组电池节数、单节电池均充电压值、单组蓄电池组容量、系统蓄电池组总容量等参数，也可通过与所述遥控模块通讯连接的手持智能终端对相关参数进行设置。

步骤202、判断市电是否通电；

若是，则执行步骤203；若否，则执行步骤204；

步骤203、市电依次经过主机、蓄电池组空开和所述蓄电池组充电保护装置以为所述被充电的蓄电池组供电，并控制所述限压限流模块从断开至导通，以使所述被充电的蓄电池组依次处于均充和浮充状态；其中，所述充电电流信号始终不大于均充电流最大值，所述蓄电池组电压信号始终不大于所述均充电压最大值；

步骤204、判断所述系统电压信号和蓄电池组电压信号之间的差值是否大于预设差值；

若是，则执行步骤205；若否，则执行步骤206；

步骤205、控制模块控制所述限压限流模块断开，以使除被充电的蓄电池组以外的其他蓄电池组向负载放电并降低所述系统电压信号；返回步骤204。

步骤206、控制模块控制所述限压限流模块导通，以使包括所述被充电的蓄电池组的全部蓄电池组向负载放电；返回步骤202。

本发明提供的蓄电池组充电保护方法通过设置电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路，从而为包括蓄电池组在内的系统提供充电保护，有效保证了系统的充放电运行。

图5为本发明实施例四提供的一种蓄电池组充电保护系统的结构示意图，如图5所示的，一种蓄电池组充电保护系统，包括：

被充电的蓄电池组51、蓄电池组空开(图未示)、分别与被充电的蓄电池组51和蓄电池组空开连接的如权利要求1-6任一项所述的蓄电池组充电保护装置54、与所述蓄电池组空开连接的主机(图未示)、与所述主机连接的负载(图未示)以及未被充电的蓄电池组53。

其中，所述蓄电池组充电保护装置采用如前任一项的蓄电池组充电保护方法为所述被充电的蓄电池组提供充电保护。

本发明提供的蓄电池组充电保护系统通过设置电压检测模块、限压限流模块、电流检测模块、控制模块、电源模块、第一充电连接极柱、第二充电连接极柱、电压检测极柱；所述控制模块还与所述限压限流模块电连接，用于根据充电电流信号、系统电压信号和蓄电池组电压信号的工作状态控制所述限压限流模块的导通或断开，以使在所述市电断电且所述被充电的蓄电池组处于亏电状态的情况下，所述被充电的蓄电池组与所述蓄电池组空开之间不形成通路，从而为包括蓄电池组在内的系统提供充电保护，有效保证了系统的充放电运行。

所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的控制设备的具体工作过程以及相应的有益效果，可以参考前述方法示例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法示例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法示例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各示例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各示例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各示例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各示例技术方案的范围。