[發明專利]一種遠控式隔爆兼本安型不間斷供電電源

在審

• 申請號: 201710248793.2
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106972618A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 孫彥景;李碩;李松
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H01M10/42;H01M10/48;H02J7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 黃雪蘭

技術領域

本發明涉及一種不間斷供電電源，特別是一種適用于煤礦井下使用的遠控式隔爆兼本安型不間斷供電電源。

背景技術

隨著煤炭行業的發展和礦山設備技術的進步，煤礦設備自動化、智能化程度的不斷提高。然而由于煤礦井下條件惡劣，由災害及事故所導致的局部停電時有發生，為保障煤礦井下通信、監控、照明、風機、緊急避險等設施的正常運行，除了需要電廠雙路供電外，還需要使用后備電源進行供電。

目前對煤礦井下后備電源的研究主要是單組電池組為設備供電，而在實際使用時存在以下問題：1)后備電源電池組容量小，供電時間短，外部供電斷電后，通過鋰電池組無法提供長時間供電；2)輸出功率小，無法為多臺大功率用電設備同時供電；3)煤礦井下后備電源布置地點分散，無法進行統一監控管理。為解決以上問題，采用增加電池數量的方式，增大后備供電電源的容量與輸出功率。但隨著電池數量的增加，也將對電池管理系統以及電壓均衡技術提出新的要求。本發明設計一種并聯式不間斷供電電源，不僅為負載設備提供大功率、長時間的后備供電，還對電池組間電壓進行均衡。另外本發明設計可控本安輸出以及在線遠程控制功能，實現對電池組的遠程統一管理，保障不間斷供電電源能夠安全穩定的工作，在煤礦行業中具有良好的可行性與廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種適合煤礦井下使用的一種遠控式隔爆兼本安型不間斷供電電源，以期實現煤礦外部供電斷電時，能夠通過不間斷供電電源為井下設備提供長時間、大功率的不間斷供電。不間斷供電電源將電池組并聯進行放電，提供127V交流供電與12V本安直流供電，通過電池管理系統主板控制電池組間電壓均衡，電池管理系統子板控制電池組內部單體電池間電壓均衡，并可以通過上位機遠程監控各個電池組的工作狀態，保障煤礦井下不間斷供電電源穩定安全的運行。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種遠控式隔爆兼本安型不間斷供電電源，包括隔爆腔以及設置于隔爆腔內的電池管理系統主板、供電設備、靜態轉換開關、逆變器、AC-DC轉換模塊、DC-DC轉換模塊和本安模塊；所述電池管理系統主板與供電設備連接；所述供電設備并聯設置多組，分別包括電池管理系統子板、鋰電池組和充放電控制模塊，所述充放電控制模塊和電池管理系統子板分別與鋰電池組連接；所述充放電控制模塊包括充電器、充電直流接觸器、放電直流接觸器和霍爾電流傳感器；所述隔爆腔設有輸入端與輸出端，外部供電連接到隔爆腔的輸入端分成三路，其中一路接到靜態轉換開關再接到隔爆腔的輸出端，輸出AC127V；另一路接到AC-DC轉換模塊輸入端，AC-DC轉換模塊輸出端經過二極管D1連接到電池管理系統主板和每個電池管理系統子板，為主板與子板提供DC24V供電；還有一路連接到每個供電設備的充電器輸入端，充電器輸出經過充電直流接觸器連接到相應鋰電池組，對鋰電池組充電；每個鋰電池組輸出連接到放電直流接觸器，然后通過霍爾電流傳感器連接到逆變器直流輸入端，而逆變器輸出端連接到靜態轉換開關，實現逆變輸出AC127V，同時接到本安模塊上轉換為DC12V輸出；另外逆變器直流輸入端連接到DC-DC轉換模塊輸入端，DC-DC轉換模塊輸出端經過二極管D2連接到電池管理系統主板與每個電池管理系統子板，為電池管理系統提供后備供電。

所述電池管理系統主板包括微控制器、存儲芯片、以太網模塊、CAN總線模塊以及顯示模塊，電池管理系統主板通過CAN總線與每個電池管理系統子板相連接；電池管理系統子板將采集的數據通過CAN總線上傳到BMS主板，BMS主板通過微控制器將上傳的數據存入存儲芯片，并根據接收的鋰電池組信息，判斷各鋰電池組間是否進行電壓均衡；若鋰電池組間壓差過大，將會在電池組充電或放電時對電壓進行均衡，充電時，電池管理系統主板向電池管理系統子板發送控制命令，斷開電壓最大的鋰電池組的充電開關；放電時電池管理系統子板將控制斷開電壓最小的鋰電池組的放電開關；當鋰電池組間壓差在正常范圍值時，停止均衡。