[發明專利]一種基于直流系統的蓄電池并聯供電系統

在審

• 申請號: 201710785537.7
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107404149A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 黃尚南;周珊;黃錦燕
• 申請（專利權）人: 廣州泓淮能源科技有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/02
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及蓄電池充放電的技術領域，尤其涉及到一種基于直流系統的蓄電池并聯供電系統。

背景技術

隨著現代移動通信技術的迅速發展，我國通信基站的數目也隨之攀繒，通信基站在供電過程中對蓄電池擁有絕對的依賴。與普通的以蓄電池作為直流電源的系統不同，移動通訊基站要求更高的可靠性和更低的維修率，特別是建在山區的通信基站，對無人值守和蓄電池的智能管理要求很高。

傳統的基站直流電源系統是由多節蓄電池串聯起來組成蓄電池組后使用，蓄電池的串聯使用對蓄電池技術參數要求較高，不同品牌、不同類型、不同使用年限等蓄電池不能混合使用。基站蓄電池使用環境惡劣(長期超高溫)，容易出現個別蓄電池單體出現故障，為保證蓄電池的使用性能需要更換整組蓄電池組，蓄電池的利用率降低。同時如果不能及時更換，使蓄電池帶病工作，將嚴重影響基站的供電可靠性。傳統的串聯技術無法實現蓄電池的在線全容量核容，無法準確估計蓄電池的后備續航能力。

針對蓄電池串聯使用存在的問題，通常利用并聯電池模塊解決上述問題。并聯電池組件通常是由AC/DC充電電流、DC/DC升壓電路等部件組成，通過多套組件并聯滿足實際需要的直流電源系統，取代傳統設計中的“充電機+蓄電池組+蓄電池巡檢”裝置組合，對現有的通信基站來說改造成本過高。而且，現有的并聯電池模塊只針對單節12V鉛酸蓄電池，目前的通信基站蓄電池以2V，6V蓄電池為主，無法真正解決基站直流系統的問題。

如何在降低供電設備成本的同時也能擴大蓄電池的適用范圍、提高蓄電池后備續航能力的預估精度以及實現蓄電池單體容量實時核對及蓄電池整體放電能量實時統計，成為通信公司亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種蓄電池利用率高、供電可靠性高、運行維護時間短、經濟成本低、蓄電池適用范圍廣、蓄電池后備續航能力的預估精度高、能實現蓄電池單體容量實時核對及蓄電池整體放電能量實時統計的基于直流系統的蓄電池并聯供電系統。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：

一種基于直流系統的蓄電池并聯供電系統，包括整流器、負載、蓄電池充放電模塊；整流器通過高壓直流母線與負載連接，蓄電池充放電模塊接入該高壓直流母線；其中，所述蓄電池充放電模塊包括DC/DC變換器、多個單體蓄電池、多個與單體蓄電池一一配對的單體充放電管理單元以及監控單元；多個單體充放電管理單元分別接入與其配對的單體蓄電池正負極之間，對各自配對的單體蓄電池進行獨立的充放電管理；多個單體蓄電池并聯后接入低壓直流母線；DC/DC變換器連接于高壓直流母線與和低壓直流母線之間，且其與多個單體充放電管理單元均通過各自的通信端口連接至監控單元，反饋各自的工作情況。

進一步地，所述DC/DC變換器包括DC/DC降壓器和DC/DC升壓器；在整流器正常工作時，DC/DC降壓器工作，為低壓直流母線充電，此時負載由整流器直接進行供電；在整流器異常時，DC/DC升壓器工作，低壓直流母線經升壓后為負載供電。

進一步地，所述單體充放電管理單元包括充放電控制電路、通信單元、CPU以及電池監測單元；其中，電池監測單元連接于單體蓄電池和CPU之間，將監測到的單體蓄電池數據(電壓、溫度、內阻和電流信息)發送給CPU作智能調整；充放電控制電路連接于低壓直流母線和單體蓄電池之間，且與CPU連接，由CPU控制；通信單元與電池監測單元連接，將電池監測單元監測到的數據發送給監控單元，為整體電池容量的精確估算提供數據支撐。

進一步地，所述充放電控制電路包括BUCK降壓電路和BOOST升壓電路，二者并聯；由BUCK降壓電路實現充電控制，由BOOST升壓電路給低壓直流母線放電。

進一步地，監控單元與多個單體充放電管理單元及DC/DC變換器之間采用RS485或RS232接口通信。

進一步地，上述多個單體蓄電池可以為相同電壓等級、品牌、容量的蓄電池，也可以為不相同電壓等級、品牌、容量的蓄電池；且單體蓄電池既可以為單個蓄電池，也可以為多個蓄電池串聯的電池串。

本方案不局限在基站使用，在其他場合的直流系統也能使用。

與現有技術相比，本方案的優點如下：

1.與傳統的電池串聯應用相比，并聯電池可新、舊電池混用，可最大程度的提高蓄電池的利用率，電池異常時不必更換整組電池，降低運行維護的時間和經濟成本。

2.當其中任一單體電池異常時可在線進行活化或剔出，無需將整組蓄電池退出系統進行檢修，提高直流系統故障反應能力。