[发明专利]落后电池电压均衡装置

说明书

技术领域

 本发明涉及电力电子设备技术领域，具体为一种落后电池电压均衡装置。

背景技术

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2伏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12万元人民币，一组国产300安时阀控蓄电池的价格约9万元人民币，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

   本发明为解决目前变电站蓄电池组一些电池出现电压落后的情况后需要更换时成本高昂且存在安全隐患的技术问题，提供一种落后电池电压均衡装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种落后电池电压均衡装置，包括用于采集落后电池两端电压的电池电压采集模块、采集落后电池充电电流的充电电流采集模块、向落后电池充电的脉宽调制充电模块以及向上述三个模块供电的内置隔离型稳压电源；所述电池电压采集模块和充电电流采集模块的信号输出端共同通过一个模数转换器模块连接有一个控制模块；所述控制模块的信号输出端与脉宽调制充电模块的信号输入端相连接；所述脉宽调制充电模块的充电回路中串接有一个定值电阻R1，所述充电电流采集模块的信号输入端连接在定值电阻R1的两端。

具体应用时将本装置的内置隔离型稳压电源与外部AC-DC电源适配器相连接，以向电池电压采集模块、充电电流采集模块、脉宽调制充电模块以及控制模块供电。本发明通过电池电压采集模块和充电电流采集模块分别采集电池两端的电压以及电池的充电电流，控制模块对采集到的电池的电压与规定值进行比较，当采集到的电压值低于标准值时，控制模块向脉宽调制充电模块发出信号，脉宽调制充电模块通过充电回路向落后电池充电；控制模块通过调节脉宽调制系数控制充电电流和电池电压。模数转换器模块将采集到的电流和电压的模拟信号转换成数字信号后输入至控制模块中，供控制模块与预先设定的标准值进行比较。本领域技术人员在阅读本申请文件后是可以很容易的编写出相应的软件的；所述脉宽调制充电模块为现有公知技术，是本领域技术人员所容易实现的（见：基于脉冲宽度调制技术的太阳能充电系统的设计，重庆科技学院学报，2009年第11卷第2期）。

进一步的，还包括用于采集落后电池温度的由内置隔离型稳压电源供电的电池温度采集模块；所述电池温度采集模块的信号端与控制模块的信号端相连接。

本装置的模数转换器模块对电池的端电压及电池组的充电电流进行分时采集，需要采用信号切换电路对信号进行切换，装置采用了模拟开关CD4052；一个优良的电池管理系统需要对电池的温度进行监测并应根据其温度调整其浮充端电压以保证电池的荷电量和寿命，装置里设有电池电压温度补偿选择开关，根据电池生产厂家提供的电池电压温度补偿系数设定，本装置中存储了5个电池的浮充电温度系数，分别是0mV/℃（不补偿）、-2mV/℃、-3mV/℃、-3.5mV/℃、-4.0mV/℃,应用时根据电池生产厂家提供的数据设置DIP开关状态。

进一步的，所述控制模块的信号输出端还连接有一个显示模块。

显示模块用于显示整个装置的工作状态及工作参数；便于进行参数调节以及实时监控。

1、在一组蓄电池中对个别电池电压落后的电池两端并接所述装置进行补充充电而不需要更换整组电池，保证了该电池极板不发生劣化现象和蓄电池组的正常工作。

2、如果更换一组国产300Ah密封阀控铅酸蓄电池，计算约需9万元人民币，本创新所述技术方案节约了大量生产设备的资金。

3、如果采用整组更换蓄电池的方法，就要花费很大的工作量，更换下来的电池又对环境产生不利影响，采用本创新所述技术方案则大大减轻了工作量，更有利于节能减排。

 4、所述装置成本造价较低，安装便捷，节约了生产成本。

    5、所述装置在充电电路中增加了逆止二极管，保证装置对电压落后电池只充电、不放电。