[发明专利]一种基于蓄电池并联的直流电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种基于蓄电池并联的直流电源系统。

背景技术

由于蓄电池固有特性和现有技术的限制，单节蓄电池的输出电压都较低，而且每个蓄电池都存在特性的微小差异，如果将蓄电池直接并联使用，即使极小的参数差异也会对蓄电池带来致命的影响，因此不能将蓄电池直接并联使用来增加蓄电池的容量。

在需要高压大容量蓄电池作为储能单元或后备电源时，现在的办法是将低压大容量的蓄电池多个串联起来使用，但蓄电池串联使用不仅不能无限的扩大容量，且带来如下一系列无法克服的问题：

1、蓄电池组充电和放电时容易出现单节电池过充或过放的问题，而且在某节蓄电池出现过充和过放情况后，其性能会急剧劣化，寿命和容量很快下降，而蓄电池组中最差的电池的寿命和容量决定了整个电池组的寿命和容量，因此串联使用的蓄电池组寿命往往远低于蓄电池设计寿命；

2、串联使用时蓄电池组中任何一个电池或连接线故障即导致整个蓄电池组故障，系统可靠性很低；

3、为保证蓄电池系统的可靠性，需要大量人工定期检测，一旦发现问题往往需要整组更换蓄电池，维护难度和工作量很大，维护成本很高；

4、在系统备份时，需要同等容量和数量的系统进行备份，备份成本很高，且体积、占地面积大；

5、由于蓄电池使用寿命远低于设计寿命，会形成更多的废旧蓄电池，而废旧蓄电池的处理会带来严重的环境问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于蓄电池并联的直流电源系统，以解决蓄电池不能直接并联使用，以及在串联使用时单体电池和电池间连接线容易损坏、蓄电池系统可靠性和使用寿命降低、维护难度大、成本高、系统浪费严重、环境污染严重的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于蓄电池并联的直流电源系统，其中，包括交流配电单元，所述交流配电单元的输出端连接到多个变换器的输入端，每个所述变换器上均连接有蓄电池；多个所述变换器经系统直流母线连接到直流配电单元，所述直流配电单元输出端用于连接负载；

所述直流电源系统还包括用于检测所述交流配电单元的运行状况、并根据所述运行状况控制所述变换器、以及向上位机报告所述运行状况的监控单元；

所述变换器，用于将所述交流配电单元输出的交流电变为高压直流电，并在所述交流配电单元正常运行时，将所述高压直流电转换为需要的低压直流电后给所述蓄电池充电、以及经所述直流配电单元给所述负载供电，或者在所述交流配电单元异常时，利用所述蓄电池存储的能量经所述直流配电单元给所述负载供电。

本发明所述的直流电源系统，其中，所述变换器包括升压电路、控制电路、第一直流变换电路和第二直流变换电路，所述升压电路输入端连接所述交流配电单元，所述升压电路输出端连接所述第一直流变换电路和所述第二直流变换电路的输入端，所述第一直流变换电路的输出端连接所述蓄电池，所述第二直流变换电路的输出端连接所述系统直流母线，所述控制电路连接所述监控单元、升压电路、第一直流变换电路和第二直流变换电路；其中，

所述升压电路，用于将所述交流配电单元输出的交流电变为高压直流电；

所述第一直流变换电路，由一个或多个DC/DC变换器组成，用于在所述交流配电单元正常时、将所述升压电路输出的高压直流电转换为低压直流给所述蓄电池充电，或者在所述交流配电单元异常时、将所述蓄电池存储的电能转化为高压直流电输出至所述第二直流变换电路；

所述第二直流变换电路，用于在所述交流配电单元正常时、将所述升压电路输出的高压直流电转换为需要的电压经所述直流配电单元给所述负载供电，或在所述交流配电单元异常时、将所述第一直流变换电路输出的高压直流电转换为需要的电压经所述直流配电单元给所述负载供电；

所述控制电路，用于根据自身检测到的变换器输入输出状态和所述监控单元发送的交流配电单元运行状况控制所述升压电路、第一直流变换电路和第二直流变换电路工作。

本发明所述的直流电源系统，其中，所述升压电路包括串联连接的去干扰电路、整流电路和功率因素校正电路，所述去干扰电路输入端连接所述交流配电单元的输出端，所述功率因素校正电路的输出端连接所述第一直流变换电路和所述第二直流变换电路。

本发明所述的直流电源系统，其中，所述监控单元包括交流信号检测子单元，用于监测所述交流配电单元运行状况，并将监测结果发送到所述变换器的控制电路和上位机。