一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法

摘要

本发明公开了一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法，涉及电力电子技术领域，其中，所述蓄电池组是连接有负载和开关电源的串联蓄电池组，所述在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统包括：与所述蓄电池组内各个蓄电池一一对应连接的多个充电模块，电压采集模块，电流采集模块，所述电压采集模块和所述电流采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与所述多个充电模块相连。本发明提供的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法，能够解决现有蓄电池组中出现落后电池，需要更换成本高昂的蓄电池组的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法。

背景技术

近年来，高能量高电压的蓄电池得到了广泛应用，通过将多个高能量电压蓄电池串联起来形成一个蓄电池组，可用于诸如电动车等需要高电压的装置上。

电动汽车动力蓄电池组的管理装置的主要功能是对特定用途的各种动力蓄电池组的充放电过程进行智能化管理，为各种类型电动汽车蓄电池组提供具有特殊技术要求的、安全、高效运行的技术环境。

在充电过程中的管理工作重点是确保每只单体电池的充电电压、充电电流和温度在蓄电池安全工作范围内，确保蓄电池充足电而又不过充电，且不发生温度失控的问题。在放电过程中，严密监视各个单体电池的技术状态，防止发生单体电池过放电，并能对落后电池进行放电能量补偿，将落后单体电池对蓄电池组放电的不利影响降低到最低限度。

蓄电池组是变电站的重要元件，它的作用是在电力系统发生故障时向变电站的重要负荷提供电源。重要变电站使用的蓄电池组通常由110只左右的大容量蓄电池串联构成，由于制造方面的原因部分电池会表现出电压落后现象，如有的电池电压较标准电压低100毫伏或更多，远高于国网公司电压差别小于30毫伏的要求。由于落后电池的电压长期低于标准电压，使得电压落后蓄电池的极板存在一定的硫酸化，导致电池内阻增加、充放电性能、电池容量和可靠性下降。生产现场解决这个问题的通常办法是整组更换蓄电池。根据前几年的电池报价，一组进口500安时阀控蓄电池的价格约18万元人民币，一组进口300安时阀控蓄电池的价格约12万人民币，一组国产300安时阀控蓄电池的价格约9万人民币，可以看出整组更换蓄电池的方案将耗费大量的资金，增加了新电池安装的工作量，而且更换电池组时要先将原电池组退出运行会导致不安全因素，并且更换下来的电池拆解时又可能造成环境污染，产生环境安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法，用以解决现有蓄电池组中出现落后电池，需要更换成本高昂的蓄电池组的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一方面，本发明提供一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统，其中，所述蓄电池组是连接有负载和开关电源的串联蓄电池组，所述在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统包括：与所述蓄电池组内各个蓄电池一一对应连接的多个充电模块，电压采集模块，电流采集模块，所述电压采集模块和所述电流采集模块的输出端与控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与所述多个充电模块相连，

所述电压采集模块，用于采集蓄电池组中各个蓄电池的电压值；

所述电流采集模块，用于采集蓄电池组中各个蓄电池的电流值；

所述控制模块，用于将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池，控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值；

所述充电模块，用于对所述落后蓄电池充电。

进一步的，所述系统还包括：用于采集所述落后蓄电池温度的温度采集模块，所述温度采集模块与所述控制模块相连。

进一步的，所述控制模块，还用于将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池，控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

进一步的，所述系统还包括，与所述控制模块相连的显示模块。

进一步的，所述控制模块包括：依次连接的输入接口、模数转换模块、微控制器、和输出接口，其中：

所述输入接口与所述电压采集模块和所述电流采集模块相连；

所述模数转换模块将所述蓄电池的电压值、所述蓄电池的电流值转换为数字信号，输入给所述微控制器；

所述微控制器，用于将电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池；

所述输出接口与各个充电模块相连，用于控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

进一步的，所述充电模块包括与对应蓄电池相连的充电回路和与所述微控制器相连的开关。

进一步的，所述显示模块为带LED背光的16*2字符点阵型液晶显示模块。

本发明另一方面还提供一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统的工作方法，包括：

采集蓄电池组各个蓄电池的电压值和电流值；

将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；

将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池；

控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

进一步的，所述采集蓄电池组各个蓄电池的电压值和电流值之后，还包括：

将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池；

控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

进一步的，所述方法还包括：

将所述蓄电池组内各个蓄电池的电压值和电流值显示出来。

相较于现有技术，本发明的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及其工作方法，通过将蓄电池组内各个蓄电池的电压值和电流值与预设电压值和预设电流值实时进行比较，在电压值和电流值均低于预设电压值和预设电流值时，确定对应蓄电池为落后蓄电池，其判断落后蓄电池更为精准，充电实效性更强，能有效防止蓄电池组内落后电池的出现。进一步的，将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池，当蓄电池组内蓄电池电压过低时，直接将对应蓄电池作为落后蓄电池，对其进行实时充电，提高对落后电池充电的及时性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明实施例提供的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统的运行方式示意图；

图2是本发明实施例提供的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统的结构图；

图3是本发明实施例提供的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统的工作方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

以下将结合附图1对本发明进行详细说明，本实施例提供一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统，如图1所示：所述蓄电池组是连接有负载11和开关电源12的串联蓄电池组，开关电源12分别与负载11和在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统并联，在正常情况下，开关电源12作为负载11的电源，同时对蓄电池组进行浮充，当开关电源12断开时，由蓄电池组切换作为负载11的电源，并且在在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统选择出落后电池以及对落后电池进行充电，从而减少了落后电池的放电容量，通过蓄电池组应急供电保障，能使蓄电池组的整体容量大于落后单体蓄电池的容量。

如图2所示，所述在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统包括：与所述蓄电池组内各个蓄电池一一对应连接的多个充电模块21，电压采集模块22，电流采集模块23，温度采集模块24，显示模块25和控制模块26，所述电压采集模块22、所述电流采集模块23和所述温度采集模块24的输出端与控制模块26的输入端相连，所述控制模块26的输出端与所述多个充电模块21和所述显示模块25相连；

其中，所述充电模块21，用于对所述落后蓄电池充电；所述充电模块21具体包括与对应蓄电池相连的充电回路和与微控制器相连的开关。

所述电压采集模块22，用于采集蓄电池组中各个蓄电池的电压值；

所述电流采集模块23，用于采集蓄电池组中各个蓄电池的电流值；

所述控制模块26，用于将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池，控制所述落后蓄电池对应的充电模块21对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值；其判断落后蓄电池更为精准，充电实效性更强，能有效防止蓄电池组内落后电池的出现。

作为一种较佳的实施方式，所述控制模块26，还用于将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池，控制所述落后蓄电池对应的充电模块21对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。其中，预设电压门限值小于预设电压值。当蓄电池组内蓄电池电压过低时，直接将对应蓄电池作为落后蓄电池，对其进行实时充电，提高对落后电池充电的及时性。

具体的，所述控制模块26包括：依次连接的输入接口、模数转换模块、微控制器、和输出接口，其中：

所述输入接口与所述电压采集模块和所述电流采集模块相连；

所述模数转换模块将所述蓄电池的电压值、所述蓄电池的电流值转换为数字信号，输入给所述微控制器；

所述微控制器，用于将电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池；

所述输出接口与各个充电模块相连，用于控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

所述温度采集模块24，用于采集所述落后蓄电池温度。

所述显示模块25，用于将采集到的蓄电池电压值、电流值和温度值显示出来，便于直观监控各个蓄电池的工作情况。

本发明的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统，通过将蓄电池组内各个蓄电池的电压值和电流值与预设电压值和预设电流值实时进行比较，在电压值和电流值均低于预设电压值和预设电流值时，确定对应蓄电池为落后蓄电池，其判断落后蓄电池更为精准，充电实效性更强，能有效防止蓄电池组内落后电池的出现。进一步的，将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池，当蓄电池组内蓄电池电压过低时，直接将对应蓄电池作为落后蓄电池，对其进行实时充电，提高对落后电池充电的及时性。

本发明还提供一种在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统的工作方法，如图3所示，该方法包括：

301、采集蓄电池组各个蓄电池的电压值和电流值；

302、将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较；

根据本步骤的比较结果，当蓄电池组内存在蓄电池的电压值低于预设电压门限值的蓄电池，则执行下述步骤303；若蓄电池组内不存在蓄电池的电压值低于预设电压门限值的蓄电池，则执行下述步骤304～305。

303、若得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池，将低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池；控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

304、若未得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池，将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压值相比较，得到电压值低于预设电压值的蓄电池；

305、将所述电压值低于预设电压值的蓄电池的电流值与预设电流值相比较，得到电流值低于预设电流值的蓄电池作为落后蓄电池；控制所述落后蓄电池对应的充电模块对所述落后蓄电池充电，使所述落后蓄电池的电压值大于所述预设电压值。

306、将所述蓄电池组内各个蓄电池的电压值和电流值显示出来。

本发明的在线式蓄电池组落后电池应急辅助系统及方法，通过将蓄电池组内各个蓄电池的电压值和电流值与预设电压值和预设电流值实时进行比较，在电压值和电流值均低于预设电压值和预设电流值时，确定对应蓄电池为落后蓄电池，其判断落后蓄电池更为精准，充电实效性更强，能有效防止蓄电池组内落后电池的出现。进一步的，将蓄电池组内各个蓄电池的电压值与预设电压门限值相比较，得到电压值低于预设电压门限值的蓄电池作为落后蓄电池，当蓄电池组内蓄电池电压过低时，直接将对应蓄电池作为落后蓄电池，对其进行实时充电，提高对落后电池充电的及时性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。