[发明专利]一种基于智能锂电池的DC-UPS电源系统

说明书

一种基于智能锂电池的DC‑UPS电源系统，包括：交流供电模块、DC‑UPS主机模块与电池模块；DC‑UPS主机模块包括DC‑UPS主电路与上位机，其与电池管理系统(BMS)通信连接，用于实时响应BMS生成的控制信号；电池模块，用于给DC‑UPS存储直流电能，包括锂电池与电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统(BMS)用于监测锂电池的状态数据，并根据数据生成控制信号，以控制DC‑UPS对锂电池的充电与放电。本申请能够有效简化电源结构和降低设备成本，有效提高电源工作效率，延长锂电池使用寿命。

技术领域

本申请涉及DC-UPS电源领域，特别涉及一种智能锂电池的多场景用直流UPS电源系统。

背景技术

随着医疗系统自动化程度的提高，像医院手术室专用电源、战地手术台移动电源等重要设备的比例也逐渐增加。为了保障供电可靠运行，移动电源通常会配置不间断电源(UninterruptiblePowerSupply，UPS)，来避免由于市电失电或供电不方便时造成这些重要负荷的工作异常或停运。目前广泛使用的UPS为交流电系统，而上述负荷大部分是直流负荷，这就需要交流UPS经过多级电能变换才能转换成直流，导致UPS电源系统供电效率较低，且随着电路结构的复杂，系统运行可靠性也降低。

此外，随着储能技术的发展，DC-UPS中储能模块由原来的铅酸免维护蓄电池逐渐被锂离子电池所取代。进一步，随着医疗系统、移动电源等设备精密程度的提高，对于电源稳定性、电池的安全性及使用寿命的要求也越来越高。当发生失电故障，需要UPS充当临时电源时，储能模块的能量管理则变成了关键，传统的锂电池模块易产生过充过放，不仅造成电池能量浪费且损耗其使用寿命。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的目的在于解决UPS电源工作效率较低和电池能量管理模块问题，提出了一种基于智能锂电池的DC-UPS电源系统。为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于安全性能高、瞬间低电压、停电对策应用场所的智能锂电池DC-UPS电源系统，能够在失电情况下，通过电池管理系统实现DC-UPS电源安全供电。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于智能锂电池的DC-UPS电源系统，包括：交流供电模块、DC-UPS主机模块与电池模块，其特征在于：

所述交流供电模块包括市电和整流模块，所述市电用于提供交流电；与所述交流电源连接的整流器，用于对所述交流电进行AC-DC转换，将所述交流电转化为直流电；

所述DC-UPS主机模块包括DC-UPS主电路与上位机，其与电池管理系统(BMS)通信连接，用于实时响应BMS生成的控制信号；

所述电池模块，用于给DC-UPS存储直流电能，包括锂电池与电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统(BMS)用于监测锂电池的状态数据，并根据数据生成控制信号，以控制DC-UPS对锂电池的充电与放电；

进一步地，所述DC-UPS主电路包括场效应管开关(FET1)、场效应管开关(FET2)、场效应管开关(FET3)、升压模块(DC/DC)、降压模块(DC/DC)与控制器模块，所述场效应管开关通过控制器模块驱动关断，用于实现市电供电不同场景下电池的工作状态；所述升压模块(DC/DC)与场效应管开关(FET1)相连，在市电供电正常时，其作为充电器，按照电池的充电曲线对锂电池进行充电；所述降压模块(DC/DC)与场效应管开关(FET3)相连，在市电供电异常时，其对外稳压输出且可调供电；所述控制器模块与上位机通信连接，并实时检测升/降压模块信号并驱动场效应管开关工作；所述上位机与控制器模块、BMS通信连接，用于实时发送接收指令；

进一步地，DC-UPS主电路输出分为两路，一路稳压源旁路输出，另外一路由降压模块DC/DC稳压输出；

进一步地，所述DC-UPS主机模块与BMS采用485通讯并管理，同时BMS的数据可由RS232协议访问；