电力系统蓄电池切换装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电力系统蓄电池切换装置。

背景技术：

蓄电池放电，是传统直流系统蓄电池维护的一个重要的手段。电力系统的直流系统，作为通信、信息、控制领域需要提供不间断电源的场合，获得大量的应用。而由于电力直流系统安全性要求较高，因此，电力系统制定了非常严格的技术规范。然而，在实际操作过程中，由于操作、维护人员的素质、工作状态等因素，会出现在蓄电池放电过程中出现误操作的现象，引起较大的事故。

请参见图1，图1为现有的电力系统蓄电池切换装置的结构示意图。如图1所示，图1中标注的①②是电力系统直流母线1的母线的正负极，③④是电力系统直流母线2的母线的正负极，⑤是蓄电池1#的正极，⑥是蓄电池2#的正极。

如图1所示，当蓄电池1#和/或蓄电池2#放电结束时，蓄电池1#和/或蓄电池2#的电压较低，而且蓄电池1#和/或蓄电池2#的内阻很小，如果直接把蓄电池1#和/或蓄电池2#连接到电力系统直流母线1和/或电力系统直流母线2上，会导致直流母线1和/或电力系统直流母线2的大电流对蓄电池1#和/或蓄电池2#进行充电操作，该大电流会导致整流器1#和/或整流器2#的损坏，和导致蓄电池1#和/或蓄电池2#损坏等系列问题，较易出现大电流对蓄电池进行充电带来的事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种电力系统蓄电池切换装置，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

根据本实用新型的一个方面，提供一种电力系统蓄电池切换装置，包括：

第一电力系统直流母线、第二电力系统直流母线、第一电池组、第二电池组、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第一晶体管、第二晶体管、放电端、输入端子、CPU模块和电源模块；

所述第一电力系统直流母线的母线的正负极、所述第二电力系统直流母线的母线的正负极、所述第一电池组的正负极和所述第二电池组的正负极设置在所述输入端子一侧；

所述第一继电器分别与所述第一电力系统直流母线的正极和所述第二电力系统直流母线的正极相连接，所述第二继电器分别与所述第一电力系统直流母线的负极和所述第二电力系统直流母线的负极相连接，所述第三继电器分别与所述第一电池组的负极和所述放电端的负极相连接，所述第四继电器分别与所述第二电池组的负极和所述放电端的负极相连接，所述第五继电器分别与所述第一电池组的正极和所述放电端的正极相连接，所述第六继电器分别与所述第二电池组的正极和所述放电端的正极相连接；

所述第一晶体管分别与所述第一电力系统直流母线的正极和所述第一电池组的正极分别相连接，所述第二晶体管分别与所述第二电力系统直流母线的正极和所述第二电池组的正极分别相连接；

所述CPU模块分别与所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器、所述第四继电器、所述第五继电器、所述第六继电器、所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述电源模块相连接；

所述第一继电器和所述第二继电器同时闭合来切换所述第一电力系统直流母线和所述第二电力系统直流母线作为备用，所述第三继电器和所述第五继电器同时闭合来选择对所述第一电池组进行放电形成对所述第一电池组的放电回路，所述第四继电器和所述第六继电器同时闭合来选择对所述第二电池组进行放电形成对所述第二电池组的放电回路，所述CPU模块分别控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通占空比来分别控制对所述第一电池组的充电电流大小和对所述第二电池组的充电电流大小，所述第一晶体管根据所述CPU模块的控制，在放电完成后对所述第一电池组的充电过程中，所述第一晶体管控制导通频率来控制所述第一电力系统直流母线对所述第一电池组的充电电流大小，所述第二晶体管根据所述CPU模块的控制，在放电完成后对所述第二电池组的充电过程中，所述第二晶体管控制导通频率来控制所述第二电力系统直流母线对所述第二电池组的充电电流大小。

其中，所述电力系统蓄电池切换装置，还包括：

与所述CPU模块相连接的接口模块，所述接口模块通过与外部通信的通信指令来分别控制所述第一电池组和所述第二电池组的放电切换。

其中，所述第一电池组和所述第二电池组是相同的电池组。

其中，所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器、所述第四继电器、所述第五继电器和所述第六继电器是相同的继电器。

其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管是相同的晶体管。

其中，所述第一晶体管是绝缘栅双极型晶体管，所述第二晶体管是绝缘栅双极型晶体管。

可以发现，以上方案，CPU模块可以分别控制第一晶体管和第二晶体管的导通占空比来分别控制对第一电池组的充电电流大小和对第二电池组的充电电流大小，第一晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第一电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第一电力系统直流母线对第一电池组的充电电流大小，第二晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第二电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第二电力系统直流母线对第二电池组的充电电流大小，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

进一步的，以上方案，接口模块可以通过与外部通信的通信指令来分别控制第一电池组和第二电池组的放电切换，能够实现对蓄电池如电池组进行放电切换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为现有的电力系统蓄电池切换装置的结构示意图；

图2是本实用新型电力系统蓄电池切换装置一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型电力系统蓄电池切换装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不对本实用新型的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本实用新型的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种电力系统蓄电池切换装置，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

请参见图2，图2是本实用新型电力系统蓄电池切换装置一实施例的结构示意图。如图1所示，该电力系统蓄电池切换装置20包括：第一电力系统直流母线1、第二电力系统直流母线2、第一电池组1、第二电池组2、第一继电器A、第二继电器B、第三继电器C、第四继电器D、第五继电器E、第六继电器F、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、放电端、输入端子、CPU(Central Processing Unit，中央处理器)模块和电源模块。

如图2所示，图2中标注的①②分别是该第一电力系统直流母线1的母线的正负极，③④分别是该第二电力系统直流母线2的母线的正负极，⑤是该第一电池组1的正极，⑥是该第二电池组2的正极。

该第一电力系统直流母线1的母线的正负极、该第二电力系统直流母线2的母线的正负极、该第一电池组1的正负极和该第二电池组2的正负极设置在该输入端子一侧。

该第一继电器A分别与该第一电力系统直流母线1的正极和该第二电力系统直流母线2的正极相连接，该第二继电器B分别与该第一电力系统直流母线1的负极和该第二电力系统直流母线2的负极相连接，该第三继电器C分别与该第一电池组1的负极和该放电端的负极相连接，该第四继电器D分别与该第二电池组2的负极和该放电端的负极相连接，该第五继电器E分别与该第一电池组1的正极和该放电端的正极相连接，该第六继电器F分别与该第二电池组2的正极和该放电端的正极相连接。

该第一晶体管Q1分别与该第一电力系统直流母线1的正极和该第一电池组1的正极分别相连接，该第二晶体管Q2分别与该第二电力系统直流母线2的正极和该第二电池组2的正极分别相连接。

该CPU(Central Processing Unit，中央处理器)模块分别与该第一继电器A、该第二继电器B、该第三继电器C、该第四继电器D、该第五继电器E、该第六继电器F、该第一晶体管Q1、该第二晶体管Q2和该电源模块相连接。

该第一继电器A和该第二继电器B同时闭合来切换该第一电力系统直流母线1和该第二电力系统直流母线2作为备用，该第三继电器C和该第五继电器E同时闭合来选择对该第一电池组1进行放电形成对该第一电池组1的放电回路，该第四继电器D和该第六继电器F同时闭合来选择对该第二电池组2进行放电形成对该第二电池组2的放电回路，该CPU模块分别控制该第一晶体管Q1和该第二晶体管Q2的导通占空比来分别控制对该第一电池组1的充电电流大小和对该第二电池组2的充电电流大小，该第一晶体管Q1根据该CPU模块的控制，在放电完成后对该第一电池组1的充电过程中，该第一晶体管Q1控制导通频率来控制该第一电力系统直流母线1对该第一电池组1的充电电流大小，该第二晶体管Q2根据该CPU模块的控制，在放电完成后对该第二电池组2的充电过程中，该第二晶体管Q2控制导通频率来控制该第二电力系统直流母线2对该第二电池组2的充电电流大小。

可选地，该第一电池组1和该第二电池组2可以是相同的电池组，也可以是不相同的电池组，本实用新型不加以限定。

可选地，该第一继电器A、该第二继电器B、该第三继电器C、该第四继电器D、该第五继电器E和该第六继电器F可以是相同的继电器，也可以是不相同的继电器，本实用新型不加以限定。

可选地，该第一晶体管Q1和该第二晶体管Q2可以是相同的晶体管，也可以是不相同的晶体管，本实用新型不加以限定。

可选地，该第一晶体管Q1可以是绝缘栅双极型晶体管，该第二晶体管Q2可以是绝缘栅双极型晶体管。

在本实施例中，该第一继电器A和该第二继电器B作为该第一电力系统直流母线1和该第二电力系统直流母线2之间的连接开关，该第一继电器A和该第二继电器B可以采用同时闭合方式，来切换该第一电力系统直流母线1和该第二电力系统直流母线2作为备用。

在本实施例中，该第三继电器C和该第五继电器E可以采用同时闭合方式，来选择对该第一电池组1进行放电，即可形成对该第一电池组1的放电回路。

在本实施例中，该第四继电器D和该第六继电器F可以采用同时闭合方式，来选择对该第二电池组2进行放电，即可形成对该第二电池组2的放电回路。

在本实施例中，该第一晶体管Q1在放电完成后对该第一电池组1的充电过程中，该第一晶体管Q1可以采用控制导通频率的方式，来控制该第一电力系统直流母线1对该第一电池组1的充电电流大小。

在本实施例中，该第二晶体管Q2在放电完成后对该第二电池组2的充电过程中，该第二晶体管Q2可以采用控制导通频率的方式，来控制该第二电力系统直流母线2对该第二电池组2的充电电流大小。

在本实施例中，该CPU模块可以分别控制该第一晶体管Q1和该第二晶体管Q2的导通占空比，来分别控制对该第一电池组1的充电电流大小和对该第二电池组2的充电电流大小，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

可以发现，在本实施例中，CPU模块可以分别控制第一晶体管和第二晶体管的导通占空比来分别控制对第一电池组的充电电流大小和对第二电池组的充电电流大小，第一晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第一电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第一电力系统直流母线对第一电池组的充电电流大小，第二晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第二电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第二电力系统直流母线对第二电池组的充电电流大小，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

请参见图3，图3是本实用新型电力系统蓄电池切换装置另一实施例的结构示意图。区别于上一实施例，本实施例所述电力系统蓄电池切换装置30还包括：与该CPU模块相连接的接口模块，该接口模块通过与外部通信的通信指令来分别控制该第一电池组1和该第二电池组2的放电切换。

可以发现，在本实施例中，接口模块可以通过与外部通信的通信指令来分别控制第一电池组和第二电池组的放电切换，能够实现对蓄电池如电池组进行放电切换。

可以发现，以上方案，CPU模块可以分别控制第一晶体管和第二晶体管的导通占空比来分别控制对第一电池组的充电电流大小和对第二电池组的充电电流大小，第一晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第一电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第一电力系统直流母线对第一电池组的充电电流大小，第二晶体管可以根据CPU模块的控制，在放电完成后对第二电池组的充电过程中采用控制导通频率的方式来控制第二电力系统直流母线对第二电池组的充电电流大小，能够实现避免出现大电流对蓄电池如电池组进行充电带来的事故。

进一步的，以上方案，接口模块可以通过与外部通信的通信指令来分别控制第一电池组和第二电池组的放电切换，能够实现对蓄电池如电池组进行放电切换。

需要说明的是，该第一电力系统直流母线1上运行的是常用的直流算法、该第二电力系统直流母线2上运行的是常用的直流算法、该第一电池组1上运行的是常用的电池算法、该第二电池组2上运行的是常用的电池算法、该第一继电器A上运行的是常用的实现继电器的算法、该第二继电器B上运行的是常用的实现继电器的算法、该第三继电器C上运行的是常用的实现继电器的算法、该第四继电器D上运行的是常用的实现继电器的算法、该第五继电器E上运行的是常用的实现继电器的算法、该第六继电器F上运行的是常用的实现继电器的算法、该第一晶体管Q1上运行的是常用的实现晶体管的算法、第二晶体管Q2上运行的是常用的实现晶体管的算法、该放电端上运行的是常用的放电算法、该输入端子上运行的是常用的实现输入端子的算法、该CPU模块上运行的是常用的实现中央处理器的算法和该电源模块上运行的是常用的供电算法，本实用新型的技术方案实现，不需要对软件程序做任何的改进，特此声明。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本实用新型难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本实用新型难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本实用新型的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本实用新型的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本实用新型。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本实用新型的具体实施例对本实用新型进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。