[發(fā)明專利]一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)和故障處理的蓄電池管理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711371231.3
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107910924A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟春雷;楊英豪;李水泉;高龍;張卓敏;段鵬飛;馬宇超;張佳惠;段光
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中交國通智能交通系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京萬科園知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11230
• 代理人: 杜澄心,張亞軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)今蓄電池的種類有多種，各種蓄電池的維護(hù)管理技術(shù)也有一定區(qū)別。以鉛酸蓄電池為例，目前UPS行業(yè)中常使用的鉛酸免維護(hù)電池常見的故障有“極板硫化”，“極板損傷”，“活性物質(zhì)脫落”等。產(chǎn)生這些問題的原因與其日常使用和維護(hù)的方法有直接關(guān)系，現(xiàn)代的UPS通常采用雙閉環(huán)的限流恒壓充電方式對電池進(jìn)行充電。較老式的恒流或恒壓充電方式先進(jìn)了一步,可自動(dòng)控制充電電壓在充電后期不至過高造成過充電,又保證了初充時(shí)電流不會過大,造成發(fā)熱。因此,克服了老一代充電器充電質(zhì)量差的問題,也一定程度上提高了充電的自動(dòng)程度。雙閉環(huán)限流恒壓方式,在充電初期,電流限制在一定的范圍內(nèi)。待充電一段時(shí)間,電池端電壓達(dá)到穩(wěn)壓點(diǎn)后,由于極化作用的積累,電池內(nèi)電流迅速衰減。此時(shí),自然過度到恒壓小電流充電階段,且一直保持這種浮充狀態(tài)。針對于UPS電池的該問題，哈爾濱土木建筑設(shè)計(jì)院的傅東輝^[1]、吳曉平等人分析了一種新型的電池管理技術(shù)-ABM，詳細(xì)的介紹了雙閉環(huán)充電系統(tǒng)的充電過程并在其的基礎(chǔ)上提高了充電速度與充電質(zhì)量、此外該充電系統(tǒng)的中帶有了電池保護(hù)系統(tǒng)的使用也提高了電池的壽命。

艾默生iTrust UL33UPS電池管理方案^[2]在常規(guī)的UPS電池管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加溫度的充電反饋算法，理論上增加了溫度對電池壽命的影響，實(shí)際效果為驗(yàn)證。

徐俊亞^[3]發(fā)明了一種蓄電池的不連續(xù)充電技術(shù)，在充電開始，采用變流控制電路，以蓄電池充電時(shí)的最大電流接受能力為依據(jù)設(shè)置最大充電電流；在充電器處于充電狀態(tài)時(shí)，以間歇式的充電方式為蓄電池充電；最后，在蓄電池端電壓上升至最高電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換充電模式補(bǔ)充充電或?qū)π铍姵剡M(jìn)行養(yǎng)護(hù)。所述變流控制電路，包括變電流檢測單元、分段延時(shí)控制單元或線性調(diào)節(jié)單元。

電能的高效儲存與轉(zhuǎn)化一直以來就是個(gè)難題，在當(dāng)今的技術(shù)與成本的背景下，鉛酸電池一直是眾多領(lǐng)域內(nèi)電能儲存的重要設(shè)備。相應(yīng)的蓄電池的充電管理技術(shù)也急待發(fā)展，此前蓄電池的充電基本上全是采用串聯(lián)的充電方式，在通過MCU的各種算法控制其充電電壓與電流來保護(hù)電池的壽命。但從根本上來說，串聯(lián)充電無法解決電池組中每節(jié)電池容量不均勻以及充電過程中單節(jié)電池的分壓不均勻問題，這兩個(gè)問題是導(dǎo)致蓄電池落后現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因，而蓄電池的落后現(xiàn)象會導(dǎo)致電池組中的某一單節(jié)電池?fù)p壞失效，因而導(dǎo)致電池組內(nèi)阻增大，容量下降。從用戶的角度來看就顯得電池“不經(jīng)用”了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)和故障處理的蓄電池管理方法及系統(tǒng)，以解決電池組中每節(jié)電池容量不均勻以及充電過程中單節(jié)電池的分壓不均勻等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)和故障處理的蓄電池管理方法，該方法包含一臺主充電機(jī)和等同于電池?cái)?shù)量的副充電機(jī)及其配套的單電池測控單元；在常規(guī)蓄電池閉環(huán)充電技術(shù)的前提下，增加了當(dāng)電池電量耗盡需要充電時(shí)，主充電機(jī)接入電池回路給電池進(jìn)行串聯(lián)充電；在主充電機(jī)工作結(jié)束之后進(jìn)行檢測，檢測充電未達(dá)到額定容量的電池，然后通過控制副充電機(jī)的開關(guān)對為充滿的電池進(jìn)行小功率，即涓流的充電；當(dāng)電池發(fā)生故障，自動(dòng)的將落后的電池剔除在電池工作組之外，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的告警。

一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)和故障處理的蓄電池管理系統(tǒng)，包括主充電機(jī)、副充電機(jī)、電池測控單元、充電檢測電路、充電管理中心電路和繼電器及開關(guān)；被充電電池串聯(lián)后與主充電機(jī)連接，每個(gè)被充電電池兩端并聯(lián)接有電池檢控單元和副充電機(jī)；所述電池檢控單元的信號輸出端均與充電管理中心電路的信號輸入端連接，并聯(lián)在主充電機(jī)兩端的充電檢測電路的信號輸出端與充電管理中心電路的信號輸入端連接；充電管理中心電路的控制信號輸出端分別與串聯(lián)在副充電機(jī)供電回路中的開關(guān)電路、控制主充電機(jī)回路通斷的繼電器連接；控制主充電機(jī)回路通斷的繼電器在大部分電池充滿后，關(guān)斷主充電機(jī)回路，之后在各個(gè)副充電機(jī)供電回路中的開關(guān)電路，根據(jù)對應(yīng)電池的充電情況，接通對應(yīng)的副充電機(jī)供電回路，完成涓流充電。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果：

本發(fā)明可以從根本上克服串聯(lián)充電無法解決電池組中每節(jié)電池容量不均勻以及充電過程中單節(jié)電池的分壓不均勻問題，消除了導(dǎo)致蓄電池落后現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因，減少電池組中的某一單節(jié)電池?fù)p壞失效，導(dǎo)致電池組內(nèi)阻增大、容量下降的現(xiàn)象發(fā)生，最終延長電池的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)工作原理框圖。

具體實(shí)施方式