[實用新型]一種使用鋰電池的不間斷電源系統

有效

• 申請號: 202022857404.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN213782969U
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張懷
• 申請（專利權）人: 蕪湖楚睿智能科技有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本實用新型涉及一種使用鋰電池的不間斷電源系統。包括電池控制單元、電池監測單元、高壓單元和遠程終端單元，通過電池監測單元對電池組的開路電壓、溫度等參數進行實時的監測，經過BMU中MCU轉換后，通過CAN總線實時發送給電池控制單元。高壓單元測量總電壓、電流、絕緣電阻狀態并發送至電池控制單元。電池控制單元估算出電池組各電池單體的SOC、SOH等狀態信息，并控制電池監測單元對各電池單體的剩余電量進行均衡，同時通過干接點與UPS機柜連接，控制整流器和逆變器以不同的模式分別與電網和負載相連，完成系統充放電工作。本實用新型不但提高儲能系統的工作性能、降低成本，同時便于管理人員實時了解掌握電池系統狀態，在未來為系統維護、功能擴展提供便利。

技術領域

本實用新型屬于鋰電池技術領域，具體涉及一種使用鋰電池的不間斷電源（UPS）系統。

背景技術

隨著科技的快速發展，人工智能、5G、物聯網、節能環保和新能源汽車等戰略性新興產業規模快速擴大，其核心設備向智能化、集成化方向發展。這些關鍵設備的安全問題、能耗問題也在逐步凸顯，供電系統的穩定性直接影響設備的穩定運行。大型的研發和制造工廠需要高質量的可靠電源，失電、甚至微小的電源質量下降都可能導致生產出廢品，甚至使得某些機器出現重新啟動或部件損壞的現象，造成巨大的經濟損失。

為了有效減少電網故障及其影響，主要的技術路線包括：從產生原因出發降低故障次數、從過程出發縮短故障清除時間、優化供電方式、提高設備耐量及加裝輔助設備。輔助設備中技術比較成熟、應用較廣的就是不間斷電源UPS系統。在供電系統中配置合適的UPS，可以保證在公網有電壓波動、甚至停電時重要負載的電源供應。以防止關鍵設備出現故障，避免造成損失。其優勢明顯，具有高效率、高可靠性。且有多方面因素可以提高UPS自身能效，優化負載效率曲線，降低輸出電流諧波，提高功率因數。且目前多數大功率段的UPS均已經具備冗余并機功能，UPS內部多模塊冗余并聯運行、甚至多臺UPS組成的系統冗余運行技術，在并聯運行中，當單一模塊或單機發生故障時，其功能則自動轉由冗余單元承擔，這使得UPS供電系統的可靠性優勢是其他方式不能比擬的。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種使用鋰電池的不間斷電源（UPS）系統，本實用新型的目的是建立功能模塊化的UPS架構，在電池管理端應用“一主多從”的電池管理模式，而主控模塊不但控制各電池包的狀態估算、均衡操作，還控制UPS機柜中整流、逆變模塊、顯示屏及冷卻系統。系統整體有電源電池狀態監測、電池狀態估算、充放電模式切換、均衡控制策略、系統熱管理、絕緣監測、歷史數據存儲、人機交互和數據通信等功能。

本實用新型提出的一種使用鋰電池的不間斷電源系統，由UPS機柜、電池組、電池控制單元BCU(Battery Controller Unit)、電池監測單元BMU(Battery Monitor Unit)、高壓單元HVU（High Voltage Unit）、遠程終端單元RTU ( Remote Terminal Unit)和人機交互界面（HMI）組成，其中：

所述UPS機柜包括整流器、逆變器、市電旁路開關、繼電器和指示燈，市電接入UPS機柜后分為兩路，一路連接整流器的輸入端，另一路連接市電旁路開關的輸入端，整流器的輸出端分為兩路，一路連接逆變器的輸入端，另一路輸出端通過電力線纜連接電池組內的電池，電力線纜終端連接UPS機柜內的繼電器的輸入端，繼電器的輸出端連接逆變器的輸入端；逆變器的輸出端和市電旁路開關的輸出端分別連接負載的輸入端；

電池控制單元有多個輸出端，分別連接UPS機柜的市電旁路開關、整流器、逆變器、繼電器和指示燈的信號輸入端；電池控制單元發送指令控制整流器、逆變器和繼電器，以切換電池充放電狀態及UPS系統的工作模式；并控制指示燈顯示，以表明UPS系統的實時工作狀態；

人機交互界面分別與電池控制單元和遠程終端單元進行雙向連接；

電池控制單元、電池監測單元和遠程終端單元分別作為CAN節點掛接在CAN總線上；