专利名称：基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置。
背景技术：
随着UPS(不间断电源)以及EPS(应急电源)的广泛使用，很多用户会有这样的经验主机电源工作正常，但市电停电时，供电系统却会发生供电失败的情况。在事故之后的检查中发现是后备蓄电池组失效造成的放电失败。在关键场合的关键时刻，供电系统没有发挥其应有的作用，即使供电主机表现正常也会造成供电失败。事实上，根据业界的权威统计，每年因后备蓄电池组失效而造成的供电系统故障占总故障率的60%以上。这充分说明后备蓄电池组系统的安全性会直接影响整个供电系统的可靠性。同时在很多长延时的供电系统中，蓄电池组的投资占到整个系统造价的较高部分，并且作为更新频率较高的蓄电池组，其失效后用于更换蓄电池组的投资必然很大。因此这些供电系统中的蓄电池组的管理问题非常突出。
发明内容 本实用新型的目的是提供一种基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装
置。这种蓄电池组智能管理装置，不但可以保证蓄电池组装置运行的安全性，避免事故的发
生，同时因为延长了蓄电池组的使用寿命，也大大降低蓄电池组设备的运行成本，减少蓄电
池组设备因更换而带来的投资。 上述的目的通过以下的技术方案实现 基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置，其组成包括控制部分，所述的控制部分通过通讯线连接电池自检部分以及充电电源部分，所述的充电电源部分与电池自检部分分别与电池组连接。[0006] 本实用新型的有益效果 1.放电过程中的影响因素，放电过程中的深度放电不同，对于蓄电池的寿命具有不同的影响，据实验室下的测试数据表明同样容量的蓄电池，在25t:下，放电深度30%的电池，其循环寿命可以达到1200次之多；但当放电深度达到50%时，其循环寿命减少到500次左右，当放电深度达到100%，其循环寿命仅为300次。可见放电深度对于蓄电池寿命的影响之大。其次，大电流的放电过程对于蓄电池的寿命同样存在影响，例如1小时率的放电容量仅仅是10小时率放电容量的65%，因此放电电流增大将降低蓄电池的实际放电容量。在实际中当蓄电池首先以小放电量放电之后，再以很大电流放电，将会大大縮短蓄电池的使用寿命。此外过度放电对蓄电池造成不可回复的破坏性损伤。 本实用新型将电池自检与蓄电池组的充电电源有机的结合在一起，实现了对后备蓄电池组充电过程/放电过程/活化过程的全体系管理。 2蓄电池组使用的环境温度因素和电池的使用寿命有重大影响，有资料显示在25°C的环境下，环境温度每升高l(TC ，蓄电池电极表面的电化学反应的电流密度就会增大一倍，蓄电池组的寿命就会縮短50% 。对铅酸蓄电池而言，其充电和放电的过程都是一个放
热反映，因此对于长期处于浮充电状态下的后备蓄电池组，由于本身在充电过程中的发热，
即使环境温度处于正常范围内，蓄电池仍然工作在不合理的温度下，其使用寿命自然受到
影响。本实用新型由于采用了针对铅酸蓄电池的失效机理而设计的充电机制，避免了因原
有充电机制对蓄电池组带来的不利和伤害，因而延长了蓄电池组的使用寿命， 3.充电过程中的影响因素，蓄电池的过充对于蓄电池的伤害极大，这是因为过充
首先会加大正极板的电极极化，从而加速正极板的腐蚀，另外过充会带来电解液的散失，加
剧极板的受损度，而正极板是影响蓄电池使用寿命的最关键因素(因为负极在设计上是过
量的)。因此对蓄电池的浮充电压的控制精度要求很高，同时需要考虑环境温度的变化，带
来的平衡电位改变，因此浮充电压应该做相应的调整，即对浮充电压进行一定的温度补偿，
以保证蓄电池的使用寿命。蓄电池组的循环次数的因素，蓄电池组的容量，每经过一个放电
和充电的循环，电池将以很小的百分比减弱自身的相对容量，并且放电循环的长度将决定
容量的减少程度，即蓄电池的使用次数及使用时间与寿命存在直接关系。 充电机制的因素，当前后备蓄电池组充电装置的充电机制，都是采用长期的浮充
办法，以补偿蓄电池组的自放电，不是按照后备蓄电池的工作特点以及失效特性而进行的
针对性设计，因此在充放电机制方面存在诸多不合理之处。此外对于蓄电池组的性能情况，
缺乏必要的掌握，以及有针对性的应对办法，这就造成了蓄电池组使用寿命的提前终结。
蓄电池组一致性的因素，在实际中经常出现这样的情况当蓄电池组中出现个别
性能落后的电池时，导致整组蓄电池性能迅速下降的恶性循环。这是现有长期浮充的充电
机制对蓄电池组中各个单体电池不能进行区别对待，因此当出现接受能力不一致的电池
时，但输出的大小没有变化，致使个别落后电池的失效趋势加剧，并加大了蓄电池组各个电
池一致性的差异，因而造成整组蓄电池性能下降的加剧，从而造成恶性循环，严重影响蓄电
池组的使用寿命。 本实用新型通过控制电池自检部分与充电电源部分的动作协调，对于出现的性能下降的蓄电池进行一定程度的活化处理，提高了蓄电池组的一致性，延长了蓄电池组的使用寿命，降低了蓄电池组设备的运行成本。
附图1是本产品的结构示意图。[0015] 附图2是控制部分的电路图。[0016] 附图3是电池自检部分的电路图。[0017] 附图4是充电电源部分的电路图。
具体实施方式
基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置，其组成包括控制部分1、电池自检部分2以及充电电源部分3共三部分组成。由控制部分1下达指令给电池自检部分2，由其完成对蓄电池组相关参数的监测，然后将其监测数据传输于控制部分l，控制部分1依据得到的监测数据，决定充电电源部分3的工作状态以及电池自检部分2的监测。[0019] 电池自检部分2实时监测蓄电池组的相关参数，如蓄电池组的运行参数充电状态(充电电流、充电时电池组电压、单电池电压)，放电状态(放电电流、放电时电池组电压、单电池电压)；蓄电池组中各个电池的性能状况以及容量分析，并将这些监测数据实时传输给控制部分l。 充电电源部分3根据控制部分1的指令完成对蓄电池组的充电动作，其充电动作分为以下三个恒流限压的初充电阶段，恒压限流的浮充电阶段，休眠阶段。恒流限压的初始化充电阶段就是采用较大的恒定电流进行充电，直至电池达到规定的电压数值。恒压限流的浮充阶段就是当初始化充电完成后采用恒压的小电流充电，直至充电电流低于规定的数值。休眠阶段就是当充电电源的浮充电阶段动作完成后，充电电源部分3的所有充电动
作将完全停止，不再对蓄电池组进行任何形式的充电工作，该阶段持续的时间通过电池自检的反馈参数，由控制器判别。 控制部分1主要完成三个过程的管理分别充电体系的监测与管理、放电体系的监测与管理、蓄电池组的活化管理。通过接收电池自检部分2的数据，如充电电流以及各个电池电压的状况，对蓄电池组的状态进行判断，下达指令给充电电源部分3，由充电电源部分3实施不同的充电动作，在充电过程中通过电池自检部分2实时监测充电的进程以及蓄电池组的状态，防止出现电池的过充电，避免蓄电池的失水，此外休眠阶段的引入，可以积极保护蓄电池的正极板，此为充电体系的监测与管理。当蓄电池组处于放电状态下，控制部分1同样根据电池自检部分2的数据，如放电电流以及电压，对蓄电池组的状态进行判断，并给出当前放电负载情况下的剩余放电工作时间，该过程同样是在电池自检部分2的实时监测下，并及时给出预警，防止蓄电池组过放电带来的对蓄电池组不可逆转的损伤，此为蓄电池组的放电体系监测与管理。虽然电池自检部分2的大部分参数的监测不需要对蓄电池进行那个相关的动作，但电池自检部分2的蓄电池内阻的监测则是需要对蓄电池组进行分阶段的放电，因此当控制器1根据接收的蓄电池性能数据，发现出现个别性能落后的电池后，控制电池自检部分2的动作频率，对蓄电池组实施分阶段的放电，然后控制充电电源部分3对蓄电池组进行充电，因而形成一个放电_充电_放电_充电的循环活化处理，并对活化处理后的蓄电池性能状况，通过电池自检部分2进行跟踪，由此提高蓄电池组的一致性，避免因个别电池的落后而带来的整组蓄电池性能下降的恶性循环，此为蓄电池组的活化管理。 如此控制部分1完成了三个过程的管理分别充电体系的监测与管理、放电体系的监测与管理、蓄电池组的活化管理。
权利要求一种基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置，其组成包括控制部分，其特征是所述的控制部分通过通讯线连接电池自检部分以及充电电源部分，所述的充电电源部分与电池自检部分分别与电池组连接。
专利摘要基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置，后备蓄电池组系统的安全性会直接影响整个供电系统的可靠性。同时在很多长延时的供电系统中，蓄电池组的投资占到整个系统造价的较高部分，并且作为更新频率较高的蓄电池组，其失效后用于更换蓄电池组的投资必然很大。基于电池自检、交互充电的蓄电池组智能管理装置，其组成包括控制部分(1)，所述的控制部分通过通讯线连接电池自检部分(2)以及充电电源部分(3)，所述的充电电源部分与电池自检部分分别与电池组连接。本产品用于供电系统。
文档编号H01M10/48GK201466158SQ200920099590
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者于雷, 李志国, 王洪涛, 解欣 申请人:哈尔滨龙易电气有限公司