双电源直流系统电池组远程核容装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电池核容技术领域，特别涉及双电源直流系统电池组远程核容装置。


背景技术：

2.蓄电池运维管理日常工作包括以下内容：1、测量电池浮充电压：使用万用表测试每节电池的浮充电压，电压控制在2.24v
±
90mv范围内；2、测量电池组总电压：使用万用表测试蓄电池组电压，蓄电池组的实测总电压接近厂家设定值(
±
1％以内)；3、测量电池内阻：使用内阻计测试每只蓄电池的内阻，内阻值不大于蓄电池厂家提供的参考值范围；4、蓄电池容量测试：使用蓄电池组充放电仪对电池组进行容量测试，经过三次核容测试容量仍然达不到80％整组更换。新安装蓄电池组，应进行全核对性放电试验。以后每隔两年进行一次核对性放电试验。运行了四年以后的蓄电池组，每年做一次核对性放电试验。
3.针对上述工作常用的解决方案为：对于假负载方案，通过切换装置，将传统的假负载充放电设备自动接入电池组，完成充放测试，发热、功耗大。采用电池组dc/dc升压方案，使用dc/dc升压使实际负载对电池组恒流放电，实现核容测试，不发热，绿色环保，电池组采用pwm限流充电，保障电池组充电过程恒流、恒压；电池组dc/ac变换方案，利用电源技术将电池的直流逆变为交流，提供交流型负载(市电负载)消耗，以达到充放电目的。
4.现有运维管理工作存在以下问题：电池组正负极都要拆卸，操作不当可能引起短路事故；系统少了一组备用电池，另一组电池质量尚不清楚，系统瘫痪风险大；放电后两组电池存在较大电压差，并联恢复时产生巨大火花；电池电能全部通过假负载散热消耗，热源的存在是个不安全因数；浪费电池储能，浪费空调制冷电能；破坏电池和设备的运行环境；充放电时间长，需要维护人员时刻守护，强度大、效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了双电源直流系统电池组远程核容装置。
6.本实用新型采用的技术方案是：
7.一柜体，所述柜体内部设置电池架；
8.设置于在电池架上的主机；
9.设置于电池架上的智能母联模块；
10.设置于电池组上用于对单体电池的内阻、极柱温度和电压进行监测的单体电池监测模块；
11.设置于电池架上并与单体电池监测模块连接，用于收集单体电池监测模块的监测数据的数据收敛器；
12.设置于柜体内部用于对电池组在线切换的全在线切换模块；
13.所述单体电池监测模块与单体电池连接，所述单体电池监测模块的输出端连接数
据收敛器，所述数据收敛器的输出端连接主机，所述主机的输出端连接全在线切换模块，所述全在线切换模块的输出端连接智能母联模块。
14.作为本发明的进一步技术方案为：所述柜体的后侧设置正极母排、负极母排、220v系统开关电源；所述主机与正极母排和负极母排连接，所述正极母排的输出端连接用电负载和220v系统开关电源，所述负极母排与用电负载和220v系统开关电源的负极端，所述电池组模块的正极与主机的正极输出端连接，所述电池组模块连接单体电池监测模块，所述单体监测模块的输出端连接数据收敛器，所述数据收敛器的输出端连接主机的输入端，所述主机设置通信接口；所述主机通过三相四线制接线与电网连接。
15.作为本发明的进一步技术方案为：所述柜体的前侧设置操作面板，所述操作面板上设置主机显示单元、检测显示单元、放电开关和智能母联开关；所述主机显示单元与主机的输出端连接，所述检测显示单元与单体电池监测模块连接，所述智能母联开关与智能母联模块连接。
16.作为本发明的进一步技术方案为：所述智能母联模块包括：
17.电池组模块、dc/ac逆变放电模块和核容负载模块；所述电池组模块的正极输出端连接dc/ac逆变放电模块，所述dc/ac逆变放电模块的输出端连接电网；
18.电池组模块的正极端与dc/ac逆变放电模块的正极输入端连接，所述电池组的负极端通过第二常开接触器与dc/ac逆变放电模块的负极输入端连接；
19.核容负载模块包括整流器和用电负载，整流器的负极端与电池组的负极端连接，整流器的正极端与全在线切换模块的负极端连接，用电负载并联设置在整流器的两端。
20.进一步的，智能母联模块还包括：充电模块，所述充电模块的输入端连接第一常开接触器，所述充电模块的输出端连接整流器的正极端。
21.作为本发明的进一步技术方案为：所述全在线切换模块包括第一开关和续流二极管；所述第一开关和续流二极管并联，所述续流二极管的负极端与充电模块的输入端连接，所述续流二极管的正极端通过第一常开接触器与充电模块的输出端连接。
22.进一步的，所述主机采用zjtx
‑
30050型号。
23.进一步的，所述柜体的侧边设置透气孔；所述柜体的底部设置移动轮。
24.进一步的，所述通信接口包括有线通信接口和无线通信接口，所述有线通信接口为rs232/rs485/ip通讯接口，所述无线通信接口为4g/5g/蓝牙/wifi通讯接口。
25.本实用新型的有益效果为：
26.本实用新型将电池组电量通过逆变并网技术，回馈到电网中，保证电池组对外恒流放电，通过单体电池监测模块对电池组的电压、电流、容量、整流器电压、电流、环境温度、各节电池电压、内阻、负极极柱温度进行监测，并将检测数据通过数据收敛器进行汇集，然后通过数据收敛器传输至主机进行显示控制，主机接收到数据收敛器的监测数据，控制全在线切换模块对智能母联模块的放电、充电进行控制。两套直流系统为独立工作，各后备一组蓄电池组，正常工作时2套电源不可互相干扰。当其中一套电源出现故障或需要检修时，需要手动投切母联开关，保障另一套电源系统对故障电流系统的负载进行正常供电。
附图说明
27.图1为本实用新型提出的双电源直流系统电池组远程核容装置结构图；
28.图2为本实用新型提出的通信电源蓄电池远程核容控制电路结构图。
29.图3为本实用新型提出的柜体结构图；
30.图4为本实用新型提出的柜体侧视图；
31.图5为本实用新型提出的所述智能母联模块电路结构图；
32.图6为本实用新型提出的主机结构图；
33.图7为本实用新型提出的所述数据收敛器结构图；
34.图8为本实用新型提出的单体电池监测模块结构图；
35.图9为本实用新型提出的全在线切换模块结构图；
36.图10为本实用新型提出的充电模块结构图；
37.图11为本实用新型提出的智能母联模块结构图。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内侧”、“外侧”、“第一”、“第二”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.参见图1，双电源直流系统电池组远程核容装置，包括：
41.一柜体10，所述柜体内部设置电池架20；
42.设置于在电池架20上的主机30；
43.设置于电池架20上的智能母联模块40；
44.设置于电池组20上用于对单体电池的内阻、极柱温度和电压进行监测的单体电池监测模块50；
45.设置于电池架20上并与单体电池监测模块连接，用于收集单体电池监测模块50的监测数据的数据收敛器60；
46.设置于柜体10内部用于对电池组在线切换的全在线切换模块70；
47.所述单体电池监测模块50与单体电池连接，所述单体电池监测模块50的输出端连接数据收敛器60，所述数据收敛器60的输出端连接主机30，所述主机30的输出端连接全在线切换模块70，所述全在线切换模块70的输出端连接智能母联模块40。
48.本实用新型实施例中，将电池组电量通过逆变并网技术，回馈到电网中，保证电池组对外恒流放电，通过单体电池监测模块对电池组的电压、电流、容量、整流器电压、电流、环境温度、各节电池电压、内阻、负极极柱温度进行监测，并将检测数据通过数据收敛器进行汇集，然后通过数据收敛器传输至主机进行显示控制，主机接收到数据收敛器的监测数
据，控制全在线切换模块对智能母联模块的放电、充电进行控制。
49.参见图2，本实用新型实施例中，柜体10的后侧设置正极母排101、负极母排102、220v系统开关电源103；主机30与正极母排101和负极母排102连接，正极母排101的输出端连接用电负载和220v系统开关电源103，负极母排102与用电负载和220v系统开关电源103的负极端，电池组模块的正极与主机的正极输出端连接，电池组模块连接单体电池监测模块，单体监测模块的输出端连接数据收敛器，数据收敛器的输出端连接主机的输入端，所述主机设置通信接口301；主机3通过三相四线制接线与电网连接。
50.参见图3和图4，柜体10的前侧设置操作面板104，所述操作面板104上设置主机显示单元141、检测显示单元142、放电开关143和智能母联开关144；所述主机显示单元与主机的输出端连接，所述检测显示单元与单体电池监测模块连接，所述智能母联开关与智能母联模块连接。
51.本实用新型实施例中，为了方便柜体散热，在柜体的侧边设置透气孔105；通过在柜体的底部设置移动轮106，方便柜体的移动和运输。
52.本实用新型实施例中，所述主机采用zjtx
‑
30050型号。通信接口包括有线通信接口和无线通信接口，其中，有线通信接口为rs232/rs485/ip通讯接口，无线通信接口为4g/5g/蓝牙/wifi通讯接口，具体设置的通信接口类型数据根据实际设计为准。
53.参见图5，本实用新型实施例中，智能母联模块包括：
54.电池组模块401、dc/ac逆变放电模块和核容负载模块；所述电池组模块的正极输出端连接dc/ac逆变放电模块，所述dc/ac逆变放电模块的输出端连接电网；
55.电池组模块的正极端与dc/ac逆变放电模块的正极输入端连接，所述电池组的负极端通过第二常开接触器与dc/ac逆变放电模块的负极输入端连接；
56.核容负载模块包括整流器和用电负载，整流器的负极端与电池组的负极端连接，整流器的正极端与全在线切换模块的负极端连接，用电负载并联设置在整流器的两端。
57.其中，智能母联模块还包括：充电模块，所述充电模块的输入端连接第一常开接触器，所述充电模块的输出端连接整流器的正极端。
58.全在线切换模块包括第一开关和续流二极管；所述第一开关和续流二极管并联，所述续流二极管的负极端与充电模块的输入端连接，所述续流二极管的正极端通过第一常开接触器与充电模块的输出端连接。
59.在放电时，常闭接触器ko断开，常开接触器km、kn闭合，系统将蓄电池经过dc/ac逆变模块并入电网中，实现蓄电池对电网放电；当放电停止条件到时自动转为预充电状态，系统内稳流充电电路模块开始工作，充电电流小于浮充电流时结束充电，蓄电池直接恢复在线，由整流器直接给蓄电池浮充充电。系统电源取自蓄电池组，保证系统工作不受市电影响，在市电断电后可保证用户负载的供电不间断。
60.参见图6
‑
图11，其中，图6为本实用新型提出的主机结构图；图7为本实用新型提出的所述数据收敛器结构图；图8为本实用新型提出的单体电池监测模块结构图；图9为本实用新型提出的全在线切换模块结构图；图10为本实用新型提出的充电模块结构图；图11为本实用新型提出的智能母联模块结构图。
61.本实用新型中，主机固定在电池架上，大小尺寸231x125x40(长、宽、高)。主机通过专网远程启动或停止主机进行充放电、单体进行内阻等测试。主机实时上传监控数据，测试
结束上传完成运维数据。
62.数据收敛器固定在电池架上，大小尺寸260x100x28(长、宽、高)。收集单体电池块的监控和测试数据，启动单体模块的内阻测试，上传数据给主机，接受主机的测试命令。每组电池配置1个。
63.单体电池监测模块贴装与电池表面，尺寸：88x57x24，对单节电池的内阻、极柱温度、电压进行实时监控，指定周期内对电池内阻进行测试，每节电池配置1个。
64.需要对电池放电核容时，主控发送指令，切换模块执行指令，将需要放电的电池组切除母线，并用续流二极管保证电池组在线，启动前先对开关和续流二极管进行自检，自检正常后，方可动作。核容测试结束或母线失压，切换装置复位。
65.电池组放电结束后，电池组电压远低于母线电压，将放电后的电池组直接接入母线会产生大电流冲击，甚至火花。为避免这一现象，在电池组与母线间接入充电模块，使充电电流实现可控。
66.电力变电站双直流电源系统，两套直流系统为独立工作，各后备一组蓄电池组，正常工作时2套电源不可互相干扰。当其中一套电源出现故障或需要检修时，需要手动投切母联开关，保障另一套电源系统对故障电流系统的负载进行正常供电。因故障的不可预知性，以及远程无人智能运维的推广，两套电源的后备电池组之间的自动化智能备用尤为重要。
67.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。