一種充放電控制系統和控制方法技術方案

本發明專利技術實施例公開了一種充放電控制系統和控制方法。充放電控制系統包括多個電池箱串聯構成的電池模組，UPS功率模塊和高壓回路模塊，高壓回路模塊連接于UPS功率模塊與電池模組之間；UPS功率模塊用于發送充電指令和放電指令給高壓回路模塊，高壓回路模塊用于根據接收到的充電指令和放電指令控制電池模組與UPS功率模塊之間的充電和放電；高壓回路模塊包括第一斷路器、第一預充單元、第二預充單元、第一二極管單元、第二二極管單元、第三接觸器和第四接觸器。本發明專利技術的技術方案可以減少過充或過放造成電池的損害，延長電池模組的循環使用壽命，確保系統的安全運行。確保系統的安全運行。確保系統的安全運行。

【技術實現步驟摘要】
一種充放電控制系統和控制方法


[0001]本專利技術實施例涉及電池儲能
，尤其涉及一種充放電控制系統和控制方法。

技術介紹

[0002]目前，廣泛使用的是鉛酸電池為(Uninterruptible Power Supply，UPS)不間斷功率模塊提供電能。因UPS功率模塊在全壽命使用過程中需要確保直流電源不間斷供應，所以鉛酸電池會一直處于浮充狀態。鉛酸電池系統沒有自我管理系統，只能監控總電壓而無法監控每節電池的電壓狀態。鉛酸電池中的每節電池處于長期的浮充狀態會導致電池壽命極大的縮短，絕大部分在3年左右就會損壞，造成極大的經濟損失。鉛酸電池在放電時也是監控電池系統總電壓的下限值，同樣對于系統內的單體電壓沒有進行監控，在放電過程中部分單體會過放電，長期的過放電將直接導致電池硫化，會使電池的使用壽命縮短。因為沒有實時的監控鉛酸電池，如果長期失水，容易導致鉛酸電池引發熱失控，從而燒毀其他設備。
[0003]目前行業中使用鋰電池代替鉛酸電池為UPS功率模塊供電，對于鋰電池的控制策略依舊沿用以前鉛酸電池的方式進行控制，存在由于過充或過放電會對鋰電池造成損壞，鋰電池循環使用壽命縮短的問題。

技術實現思路

[0004]本專利技術提供一種充放電控制系統和控制方法，可以減少過充或過放損害電池，延長電池循環使用壽命，確保系統的安全運行。
[0005]根據本專利技術的一方面，提供了一種充放電控制系統，充放電控制系統包括：多個電池箱串聯構成的電池模組、UPS功率模塊和高壓回路模塊，所述高壓回路模塊連接于所述UPS功率模塊與所述電池模組之間；
[0006]所述UPS功率模塊用于發送充電指令和放電指令給所述高壓回路模塊，所述高壓回路模塊用于根據接收到的所述充電指令和所述放電指令控制所述電池模組與所述UPS功率模塊之間的充電和放電；
[0007]所述高壓回路模塊包括第一斷路器、第一預充單元、第二預充單元、第一二極管單元、第二二極管單元、第三接觸器和第四接觸器；
[0008]所述第一斷路器連接于所述UPS功率模塊和所述電池模組之間，所述第一斷路器包括第一接線端、第二接線端、第三接線端，所述第一接線端與所述電池模組的正極連接，所述第二接線端連接于相鄰所述電池箱的正負極之間，所述第三接線端與所述電池模組的負極連接；
[0009]所述第三接觸器連接于所述第一接線端和所述電池模組的正極之間，所述第一預充單元和所述第一二極管單元分別與所述第三接觸器并聯，所述第四接觸器連接于所述第三接線端和所述電池模組的負極之間，所述第二預充單元和所述第二二極管單元分別與第四接觸器并聯。
[0010]可選地，所述第一預充單元包括第一預充接觸器和第一預充電阻，所述第二預充單元包括第二預充接觸器和第二預充電阻，所述第一二極管單元包括第一二極管和第一接觸器，所述第二二極管單元包括第二二極管和第二接觸器。
[0011]可選地，充放電控制系統還包括通訊模塊，所述通訊模塊用于所述電池模組、所述UPS功率模塊和所述高壓回路模塊之間的通信，所述通訊模塊用于采集所述電池箱的電量參數數據并發送給所述UPS功率模塊，所述UPS功率模塊對所述電量參數數據進行計算分析并發送充電指令和放電指令給所述高壓回路模塊。
[0012]可選地，所述第一二極管和所述第一接觸器串聯后與所述第三接觸器并聯，所述第二二極管和所述第二接觸器串聯后與所述第四接觸器并聯；
[0013]所述第一預充接觸器和所述第一預充電阻串聯后與所述第三接觸器并聯，所述第二預充接觸器和所述第二預充電阻串聯后與所述第四接觸器并聯。
[0014]可選地，所述通訊模塊包括總控制器單元、電池組端控制和管理單元和多個單體電池管理單元；所述單體電池管理單元的第一端分別與對應所述電池箱連接，所述單體電池管理單元的第二端均與所述電池組端控制和管理單元連接，所述電池組端控制和管理單元與所述總控制器單元連接，所述總控制器單元與所述UPS功率模塊連接。
[0015]可選地，所述高壓回路模塊還包括第一熔斷器和第二熔斷器，所述第一熔斷器的第一端與所述第三接觸器連接，所述第一熔斷器的第二端與所述電池模組的正極連接；所述第二熔斷器的第一端與所述第四接觸器連接，所述第二熔斷器的第二端與所述電池模組的負極連接。
[0016]可選地，所述高壓回路模塊還包括霍爾傳感器，所述霍爾傳感器的第一端與所述第三接觸器連接，所述霍爾傳感器的第二端與所述第一熔斷器連接。
[0017]可選地，所述高壓回路模塊還包括分流器，所述分流器的第一端與所述第四接觸器連接，所述分流器的第二端與所述第二熔斷器連接。
[0018]可選地，充放電控制系統還包括第二斷路器，所述第二斷路器的第一端與所述UPS功率模塊連接，所述第二斷路器的第二端與所述第一斷路器連接。
[0019]可選地，所述單體電池管理單元與所述電池組端控制和管理單元之間通過CAN進行通信，所述電池組端控制和管理單元與所述總控制器單元之間通過CAN進行通信，所述總控制器單元與所述UPS功率模塊之間通過RS485進行通信。
[0020]根據本專利技術的另一方面，提供了一種充放電控制方法，應用于充放電控制系統，所述充放電控制系統包括：多個電池箱串聯構成的電池模組、UPS功率模塊、高壓回路模塊和通訊模塊，所述高壓回路模塊連接于所述UPS功率模塊與所述電池模組之間，所述通訊模塊用于所述電池模組、所述UPS功率模塊和所述高壓回路模塊之間的通信；其中，所述高壓回路模塊包括第一斷路器、第一預充單元、第二預充單元、第一二極管單元、第二二極管單元、第三接觸器和第四接觸器；
[0021]所述控制方法包括：
[0022]在所述通訊模塊接收到UPS功率模塊發出的充電指令后，閉合第一斷路器、第一預充單元和第二預充單元，間隔時間大于第一預設時間后閉合所述第三接觸器和所述第四接觸器，間隔時間大于第二預設時間后斷開所述第一預充單元和所述第二預充單元，在所述通訊模塊采集到所述電池模組的充電電壓達到保護值時，閉合第一二極管單元和第二二極
管單元，斷開第三接觸器和第四接觸器；
[0023]在所述通訊模塊接收到所述UPS功率模塊發出的放電指令后，閉合第三接觸器和第四接觸器，間隔時間大于第三預設時間后斷開第二二極管單元，在所述通訊模塊采集到所述電池模組的放電電壓達到保護值且間隔時間大于第四預設時間后斷開所述第一斷路器，間隔時間大于第五預設時間后斷開所述第三接觸器和所述第四接觸器。
[0024]本專利技術實施例的技術方案，通過設置第一預充單元和第二預充單元，在上電瞬間，第一預充單元和第二預充單元都起到限流的作用，避免電池模組在充電過程中因瞬時電流過大導致充電回路中的直流接觸器等開關器件的損壞；通過設置第一二極管單元和第二二極管單元，無論是充電狀態還是放電狀態，第一二極管單元和第二二極管單元都起到了電流隔離的作用，同時也起到了穩定電壓的作用，還能承受比較高的反向電壓。無論是充電狀態還是放電狀態，整個控制系統設計了自主控制閉合和斷開電池模組充放電回路的充放電本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種充放電控制系統，其特征在于，包括：多個電池箱串聯構成的電池模組、UPS功率模塊和高壓回路模塊，所述高壓回路模塊連接于所述UPS功率模塊與所述電池模組之間；所述UPS功率模塊用于發送充電指令和放電指令給所述高壓回路模塊，所述高壓回路模塊用于根據接收到的所述充電指令和所述放電指令控制所述電池模組與所述UPS功率模塊之間的充電和放電；所述高壓回路模塊包括第一斷路器、第一預充單元、第二預充單元、第一二極管單元、第二二極管單元、第三接觸器和第四接觸器；所述第一斷路器連接于所述UPS功率模塊和所述電池模組之間，所述第一斷路器包括第一接線端、第二接線端、第三接線端，所述第一接線端與所述電池模組的正極連接，所述第二接線端連接于相鄰所述電池箱的正負極之間，所述第三接線端與所述電池模組的負極連接；所述第三接觸器連接于所述第一接線端和所述電池模組的正極之間，所述第一預充單元和所述第一二極管單元分別與所述第三接觸器并聯，所述第四接觸器連接于所述第三接線端和所述電池模組的負極之間，所述第二預充單元和所述第二二極管單元分別與第四接觸器并聯。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一預充單元包括第一預充接觸器和第一預充電阻，所述第二預充單元包括第二預充接觸器和第二預充電阻，所述第一二極管單元包括第一二極管和第一接觸器，所述第二二極管單元包括第二二極管和第二接觸器。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括通訊模塊，所述通訊模塊用于所述電池模組、所述UPS功率模塊和所述高壓回路模塊之間的通信，所述通訊模塊用于采集所述電池箱的電量參數數據并發送給所述UPS功率模塊，所述UPS功率模塊對所述電量參數數據進行計算分析并發送充電指令和放電指令給所述高壓回路模塊。4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述第一二極管和所述第一接觸器串聯后與所述第三接觸器并聯，所述第二二極管和所述第二接觸器串聯后與所述第四接觸器并聯；所述第一預充接觸器和所述第一預充電阻串聯后與所述第三接觸器并聯，所述第二預充接觸器和所述第二預充電阻串聯后與所述第四接觸器并聯。5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述通訊模塊包括總控制器單元、電池組端控制和管理單元和多個單體電池管理單元；所述單體電池管理單元的第一端分別與對應所述電池箱連接，所述單體電池管理單元的第二端均與所述電池組端控制和管理單元連接，所述電池組端控制和管理單元與所述總控制器單元連接，所述總控制器單元與所述UPS功率模塊連接。6.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙紫輝，
申請(專利權)人：湖北億緯動力有限公司，
類型：發明
國別省市：