一种通信储能电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信储能电源系统，特别是一种涉及互联网数据中心、通信基站用的直流储能电源系统。
【背景技术】
[0002]传统的不间断电源(UPS)的电池管理控制方式是，通过检测控制单元检测电池温度、电流和电压，外部整流控制单元根据检测控制单元发来的温度和电流数据调整充电电压，容量检测要停止充电输入，开启与电池并联的电阻放电，外部过放保护单元根据数据检测单元的电压数据适时关闭放电。蓄电池正常情况下，通过外部整流电路将交流电转换成低压直流电给蓄电池，蓄电池通过逆变器把直流电转换成220V、50Hz的正弦波交流提供给负载例如专利CN 103117594提出的一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统，传统的间断电源(UPS)占用的空间较大，结构复杂，使用时效率低、维护难度大、扩容难，同时传统的不间断电源(UPS)中使用的逆变环节会对电网产生污染，而且存在单点故障，故障时间为每年31.5秒~5.26分钟之间。
[0003]随着技术发展，人们提出了高压直流电源(HVDC)，相比传统的不间断电源(UPS)，高压直流电源(HVDC)的控制简单，可靠性更高，维护成本低，能耗也较低。一般的高压直流电源(HVDC)在市电正常工作时，由高压直流开关电源进充电，电池组不对设备提供电能；当交流电源故障时再由电池组向设备提供电能，保证设备的不间断供电，如专利CN 103346612 A所提出的336V DC直流不间断电源系统及供电方法。这种高压直流电源(HVDC)缺少对电池组智能的充放电管理，在市电正常供电时，电池组一直处于充电状态，容易造成过充，电池组容易损坏。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本发明解决的技术问题是提供一种通过高压直流电源(HVDC)及内部电池管理单元的有效管理实现锂离子电池组应用于直流通信储能系统时无需逆变环节，并能智能化充放电、自动均衡、实时检测电池状态、与机房电源系统实时通信的功能。用高压直流替代传统的不间断电源(UPS)供电，整个生命周期内平均节能20%到30%，平均节省投资超过40%。更重要的是由于高压直流供电系统从根本上克服了不间断电源(UPS)存在的单点故障问题，且维护操作方法简便，使得系统的安全性、可靠性大大提高。电池部分使用的是电池相比传统的蓄电池其工作环境温度范围宽，工作的温度区间为10°C~65°C，解决了传统蓄电池采集线易腐蚀、受温度制约的弊端。
[0005]为解决上述问题，本发明的电源系统包括:电池组、充放电端口、电池保护单元、电压转换模块、电池管理单元、常开延时开关、自锁开关。
[0006]所述的充放电端口由充放电第一极和充放电第二极组成；所述的电池保护单元由共极性整流二极管、充电电子开关、放电电子开关构成；所述的电压转换模块提供两组电压端，第一组电压端由第一端口和第二端口构成，第二组电压端由第三端口和第四端口构成；
所述的常开延时开关与自锁开关串联；
所述的电池组有三个回路连接，第一回路连接为电池组的第一极连接电池保护单元后连接充放电第一极，由充放电第二极与电池组的第二极相连；第二回路连接为电池组的第一极连接电池保护单元后连接电压转换模块的第一端口，经由电压转换模块的第二端口到电池组的第二极；第三路连接为电池组的第一极连接常开延时开关与自锁开关的串联电路后连接到电压转换模块的第一端，经由电压转换模块的第二端口到电池组的第二极；
所述的电池保护单元中的共极性整流二极管由两个二极管共极性串联构成，电池保护单元中的充电电子开关与正向连接于电池组第一回路的二极管并联，放电电子开关与反向连接于电池组第一回路的二极管并联；所述的电压转换模块的第三端口与第四端口分别与电池管理单元的两个供电端口相连；
所述的电压转换模块的第三端口与第四端口分别与电池管理单元的两个供电端口相连；
所述的电池管理单元，控制放电电子开关和充电电子开关的导通状态。
[0007]在上述技术方案中市电正常供电状态下，电池系统与市电并行给设备供电，同时还可以滤除电网串进来的噪声。市电出现故障中断之后，立即由电池系统给机房IT设备供电。如果市电故障连续长时间存在，在此极端情况下，电池系统在达到关断放电回路条件之后，相继停止给设备供电、关闭内部电路，以达到零功耗，避免电池系统长期搁置导致电芯过放；当市电恢复供电，电池系统内部电路自动激活，中央数据处理与控制单元按照电池组的充电曲线，发送指令给交直流测控单元，从而智能控制充电过程。同时电池系统具备完整的监控和支持远程控制功能，操作人员可通通信模块，发送对应指令，实现机房电源系统的远程控制。在维护IT设备过程中，需要取下高压直流电池系统，则可直接拔出此系统，电池系统会自动停止工作，如此长期搁置也不存在能量损耗问题。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加通信模块，所述的通信模块与电池管理单元相连；所述的通信模块能够接受外部指令来控制电池管理单元。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加应急输出口，所述的应急输出口连接在电池组的第一极和第二极之间；当电池管理单元故障时，充电电子开关和放电电子开关均断开，不能输出电压，电池组通过应急输出口临时给外部设备供电。
[0010]更进一步，所述的通信储能电源系统增加第一保护电路，所述的第一保护电路连接在电池组和应急输出口之间。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加第二保护电路，所述的第二保护电路连接在电池组的第一回路中的电池保护单元与充放电端口的充放电第一极之间。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加第三保护电路，所述的第三保护电路连接在电池组的第二回路中的电池保护单元与电压转换模块的第一端口之间。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加单体电压检测和/或电流检测和/或温度检测；所述的单体电压检测通过电压采集排线检测电池组的电压，将检测到的电池组的电压信息传递到电池管理单元；所述的电流检测由霍尔电流传感器构成，套接在充放电端口的充放电第一极上，通过霍尔电流传感器检测充放电端口的电流，将检测到的充放电端口的电流信息传递到电池管理单元；所述的温度检测检测电池组的表面温度，将检测到的电池组的温度信息传递到电池管理单元。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述的通信储能电源系统增加防倒灌二极管D3和防倒灌二极管D4 ;防倒灌二极管D3正向连接在电池组的第二回路中的电池保护单元与电压转换模块的第一端口之间，防倒灌二极管D4正向连接在电池组的第三回路中的常开延时开关与电压转换模块的串联电路和电压转换模块的第一端口之间。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述的电池组的第一极为正极，电池组的第二极为负极；所述的充放电端口的充放电第一极为充放电正极，充放电第二极为充放电负极。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述的电池组的第一极为负极，电池组的第二极为正极；所述的充放电端口的充放电第一极为充放电负极，充放电第二极为充放电正极。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的一个优选实施例的电路结构框图。
[0018]图2是本发明的该优选实施例的第一种电路结构示意图。
[0019]图3是本