[發(fā)明專利]一種可拓展電池組不間斷電源綜合配電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110201509.2
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112910079A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦良智
• 申請（專利權(quán)）人: 艾普斯電源（天津）有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 深圳金偉創(chuàng)新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44628
• 代理人: 韋永吉

一種UPS系統(tǒng)，包括機架，以及容納在機架內(nèi)的多個組件；所屬機架內(nèi)包括電源模塊，電池模塊，斷路器，旁路開關(guān)，顯示模塊，主控制模塊，冗余控制模塊和輸出變壓器；電源模塊、電池模塊、主控制模塊和冗余控制模塊可通過機架的前部移除和插入；在正常操作期間，使用第一電源路徑，電源模塊為負(fù)載提供電源功率，電源模塊從市電輸入接收交流電并流向AC/DC轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的直流電用于為電池模塊充電并為變壓器供電，變壓器為輸出的關(guān)鍵負(fù)載產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓到負(fù)載上；如果UPS組件故障導(dǎo)致UPS系統(tǒng)無法運行，或者如果需要將UPS從電源路徑中取出，則旁路開關(guān)閉合，從而創(chuàng)建從輸入的市電電源路徑直接到可選輸出AC/DC轉(zhuǎn)換器，并通過變壓器輸出到負(fù)載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及電力供應(yīng)源和系統(tǒng)，并且更具體地涉及不間斷電源系統(tǒng)（UPS）以及使用諸如電池組，電源模塊或電池充電器之類的具有機箱或機柜的配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常被稱為“不間斷電源系統(tǒng)”或“UPS系統(tǒng)”的不間斷電源系統(tǒng)被用于多種目的。如為敏感或關(guān)鍵的應(yīng)用裝置（例如廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)）提供穩(wěn)定，連續(xù)，不間斷的電源。UPS系統(tǒng)的另一個常見用途是為電信設(shè)備提供電源保護。由于應(yīng)用裝置的類型，大小和配置，電源要求，信號要求等相差很大，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易了解的是，一種尺寸并不適合所有應(yīng)用裝置，并且一種尺寸和形式的不間斷供給系統(tǒng)不能滿足所有應(yīng)用裝置的要求。確實，通常每種應(yīng)用裝置都需要明顯不同配置的UPS系統(tǒng)。

UPS系統(tǒng)中使用的兩個基本組件包括電池組和電源模塊。在某些應(yīng)用裝置中，還希望在UPS系統(tǒng)中使用為電池充電的充電器。電池組具有正極端子和負(fù)極端子，可以將它們并聯(lián)或串聯(lián)連接在一起，以提供所需的組合直流電壓和電流。本身領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，電源模塊與電池組有很大不同，電源模塊可以用于信號調(diào)節(jié)以及將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。由于電源模塊通常通過電信號進行控制，從而具有多個輸入和多個輸出。因此，電源模塊所使用的端子連接器要比帶有多個輸入引腳和多個輸出引腳的電池組復(fù)雜得多。

UPS系統(tǒng)是使用機箱或機柜構(gòu)建的，該機箱或機柜用于組織和支持電池組和電源模塊的垂直堆疊。如專利文獻1就公開了一種可擴展容量的不間斷電源綜合配電設(shè)備，包括不間斷電源綜合配電柜A、不間斷電源綜合配電柜B以及電池柜，不間斷電源綜合配電柜A和B包括底部帶有滾輪的配電柜柜體、安裝于配電柜柜體背面的多組電池輸入航空插座、安裝于配電柜柜體內(nèi)的逆變器、輸入電源切換母排、輸出配電母排，電池柜包括底部帶有滾輪的電池柜柜體，安裝于電池柜柜體內(nèi)的蓄電池組，電池柜柜體的背面設(shè)有串聯(lián)輸出正極接口、串聯(lián)輸出負(fù)極接口、并聯(lián)輸出接頭、中性接頭。

數(shù)據(jù)中心也是UPS系統(tǒng)常用的應(yīng)用配置，如專利文獻2就公開了一種包括集成的不間斷電力系統(tǒng)的模塊化處理單元，在其中在設(shè)施AC線路網(wǎng)和處理電路負(fù)載之間發(fā)生PFC升壓AC到DC轉(zhuǎn)換。在說明性的數(shù)據(jù)中心設(shè)施中，配電架構(gòu)包括機架可安裝的處理單元的模塊化陣列，每一個機架可安裝的處理單元具有處理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的處理任務(wù)的處理電路。與每一個模塊化處理單元相關(guān)聯(lián)的是向網(wǎng)絡(luò)處理電路供應(yīng)操作電力的集成的不間斷電源(UPS)。每一個UPS包括跨DC總線能夠選擇性地連接的電池以及將AC輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC總線上的單個輸出電壓的AC到DC整流器。調(diào)節(jié)的DC總線電壓可以接近于電池的全充滿電壓。

專利文獻1：CN111211492A；

專利文獻2：CN101803148B。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：隨著電力系統(tǒng)的持續(xù)快速發(fā)展，不間斷電源(UPS)的需求大大增加。電池組作為UPS的后備電源，其性能的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的可靠運行。并且，對于不間斷電源（UPS）和其他電池應(yīng)用，能量存儲系統(tǒng)的可靠性和成本是兩個非常重要的參數(shù)，現(xiàn)有技術(shù)中通常會根據(jù)負(fù)載預(yù)設(shè)相應(yīng)數(shù)量的電源，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力較弱。因此，增加電源負(fù)載自動調(diào)節(jié)以及故障預(yù)測調(diào)整是電池管理系統(tǒng)（BMS）的兩個重要功能。傳統(tǒng)的電池組供電與檢測系統(tǒng)存在著諸多弊端，例如可靠性差、功耗高、靈活性差等；并且電池管理系統(tǒng)的落后，也導(dǎo)致熱管理和安全管理存在缺陷；另外由于采用有線傳輸?shù)姆绞剑?dāng)電池節(jié)點數(shù)目增多時，存在著布線繁瑣，維護困難等問題，嚴(yán)重的甚至引起火災(zāi)事故。