[實用新型]一種蓄電池組充放電控制模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022456271.1
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN213717647U
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金國衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 金國衛(wèi)
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本實用新型的一種蓄電池組充放電控制模塊，包括主控制器單元和充放電控制模塊，充放電控制模塊包括放電控制開關(guān)管、充電控制開關(guān)管、放電管驅(qū)動控制電路、充電管驅(qū)動控制電路；放電控制開關(guān)管和充電控制開關(guān)管均為電力MOSFET，漏源極之間集成有反向并聯(lián)的寄生二極管；充電控制開關(guān)管和放電控制開關(guān)管為共漏極串聯(lián)，放電控制開關(guān)管的源極接蓄電池組的負(fù)極輸出端，充電控制開關(guān)管的源極接到負(fù)極母排上；蓄電池組的正極接正極母排上。本實用新型不僅能夠?qū)π铍姵亟M的充放電過程進行完全控制，而且能有效解決控制單元故障情況下，蓄電池?zé)o法放電導(dǎo)致負(fù)載中斷問題，大大提高了蓄電池備用電源系統(tǒng)供電的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及蓄電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蓄電池組充放電控制模塊。

背景技術(shù)

目前，蓄電池已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中作為動力電源和備用電源的主要來源。單體電池受限于電池電壓和容量，在許多場合均難以單獨應(yīng)用，為了得到更大功率、更高電壓的電源，常需要將多個單體電池串聯(lián)成組，多組電池并聯(lián)使用。

多組不同種類、不同廠家、不同批次、不同時期、不同型號的蓄電池，由于存在蓄電池容量、浮充電壓、均充電壓以及充電倍率等充放電性能的差異，不能直接并聯(lián)使用，否則會導(dǎo)致蓄電池的性能急劇下降，蓄電池的穩(wěn)定性和使用壽命都將大幅降低。

近年來，為解決差異蓄電池組的并聯(lián)使用問題，出現(xiàn)了蓄電池組合路裝置，如圖1所示，在各組蓄電池負(fù)極輸出端串入充電控制模塊，每組充電控制模塊采用一個MOS開關(guān)管，MOS管內(nèi)部集成有反并聯(lián)二極管，由主控制器單元控制各路MOS管分時導(dǎo)通充電，并滿足不同蓄電池組不同均浮充電壓的要求，利用二極管的單向?qū)щ娦钥纱_保各蓄電池組放電時無環(huán)流，從而實現(xiàn)不同蓄電池組并聯(lián)時的電氣隔離。

隨著通信基站的擴容和節(jié)能減排的要求，梯次鋰電池正成為通信基站備電的主流，通信基站面臨著不同種類蓄電池并聯(lián)共用的實際需求。由于鋰電池的循環(huán)充放電壽命要遠(yuǎn)高于鉛酸電池，在鋰電池和鉛酸電池并聯(lián)共用時，設(shè)置鋰電池優(yōu)先放電可發(fā)揮鋰電池和鉛酸電池各自優(yōu)勢，因而對蓄電池管理設(shè)備提出了分組放電的需求，即在市電停電后，優(yōu)先使用鋰電池組放電，直至鋰電池組放電完畢，再使用鉛酸電池放電。上述的蓄電池組合路裝置(圖1所示)，僅能對蓄電池組的充電階段進行控制，由于反并聯(lián)體二極管的存在，放電階段只能確保無環(huán)流，無法實現(xiàn)放電控制。

為實現(xiàn)蓄電池組充放電階段均可控制，需要使用兩個MOS管進行反向串聯(lián)設(shè)計來代替圖1中的單管設(shè)計方案，如圖2所示，其中一個為充電控制開關(guān)管，另一個為放電控制開關(guān)管，利用MOS管內(nèi)部集成的反并聯(lián)二極管，可確保無論是在充電階段，還是放電階段，都有一個MOS管和一個二極管導(dǎo)通，從而實現(xiàn)充放電均可控制。鑒于MOS管驅(qū)動電路是加在柵極G和源極S，目前的兩個MOS管反向串聯(lián)設(shè)計方案均為MOS管共源極(共S極)方案，并需要使用隔離電源芯片，將48V電源轉(zhuǎn)換為隔離的15V電源輸出，給驅(qū)動功放單元供電，驅(qū)動功放單元可輸出兩路共地的驅(qū)動信號分別控制充電開關(guān)管和放電開關(guān)管。圖2這種使用隔離電源芯片及專用驅(qū)動芯片，MOS管共S極串聯(lián)的方案，當(dāng)主控制單元出現(xiàn)故障時，充電控制管和放電控制管都將被關(guān)斷，從而導(dǎo)致蓄電池?zé)o法放電，進而會導(dǎo)致基站斷站，這會嚴(yán)重影響整個基站供電系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的安全性和可靠性；另外，隔離電源芯片及專用驅(qū)動芯片成本高，MOS管共S極會使整個充放電控制模塊的母排和散熱工藝變得復(fù)雜。

因此，為滿足基站通信設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定、可靠運行，提高蓄電池的使用效率，延遲蓄電池的使用壽命，急需一個具有更高可靠性、更低成本，可以有效管理鉛酸電池、鐵鋰電池等差異蓄電池組并聯(lián)充放電運行的控制模塊及控制方法。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提出的一種蓄電池組充放電控制模塊，可解決背景技術(shù)中的技術(shù)缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種蓄電池組充放電控制模塊，包括放電控制開關(guān)管、充電控制開關(guān)管、放電管驅(qū)動控制電路、充電管驅(qū)動控制電路、主控制器單元等組成。