一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種車載電源，具體是一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電力機車用蓄電池通常采用閥控密封鉛酸電池(又稱為VRLA蓄電池)。當供電網(wǎng)異常或者機車跨越供電區(qū)間的絕緣隔離段時，由蓄電池給用電設(shè)備供電。機車上常用的蓄電池充電電源，一般不具備蓄電池能量管理的功能，在蓄電池健康狀況不明的情況下充放電，容易出現(xiàn)過充電、過放電等情況，導(dǎo)致蓄電池使用壽命受到影響。
[0003]VRLA蓄電池的監(jiān)測和管理，對供電系統(tǒng)本身的高可靠性和高可利用率具有至關(guān)重要的影響。因為一旦外部供電發(fā)生故障或者機車運行在供電區(qū)間之間的絕緣隔離段時，將依靠由閥控密封鉛酸電池組所提供的直流電源來維持系統(tǒng)正常工作。此時，如果因管理不善而導(dǎo)致電池過早老化、損壞，將導(dǎo)致系統(tǒng)供電中斷，造成機車無法運行的結(jié)果。大量運行實踐表明，由于對閥控密封鉛酸電池的使用特性和管理功能不熟悉或理解不夠，原來預(yù)期使用壽命10年的閥控密封鉛酸電池的實際使用壽命僅為1-2年的事例屢見不鮮?；谏鲜鲈?，有必要對造成閥控密封鉛酸電池加速老化、容量下降的問題進行研究，采用先進的管理功能來延長閥控密封鉛酸電池的實際使用壽命，盡可能降低由于閥控密封鉛酸電池使用不當而帶來的不必要的損失。本發(fā)明提出一種新型數(shù)字化電源，提供了實時檢測蓄電池參數(shù)的功能，并能根據(jù)實時參數(shù)調(diào)整充電器的輸出，實現(xiàn)了對蓄電池性能的優(yōu)化管理。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源，包括充電電源、由多個蓄電池串聯(lián)而成的蓄電池組、蓄電池管理系統(tǒng)BMS，所述蓄電池管理系統(tǒng)BMS包括BMS中心控制器和若干個電池狀態(tài)傳感器，其特征在于:所述充電電源的電流輸出端與所述蓄電池組的正極連接，所述蓄電池組的負極與所述充電電源的電流輸入端連接，所述蓄電池組的負極與充電電源的電流輸入端連接的導(dǎo)線上設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器與所述BMS中心控制器電連接，所述BMS中心控制器通過CAN總線與充電電源電連接，所述蓄電池組的每個蓄電池上均設(shè)有電池狀態(tài)傳感器，所述電池狀態(tài)傳感器與所述BMS中心控制器電連接，所述BMS中心控制器的輸出端對蓄電池組進行熱管理和安全管理。
[0007]進一步地，所述電池狀態(tài)傳感器安裝在電池單體外側(cè)，采集電池的端電壓、溫度、內(nèi)阻數(shù)據(jù)，發(fā)送至中心控制器。
[0008]進一步地，所述BMS中心控制器每隔一段設(shè)定時間進行一次放電測試，并綜合判斷各蓄電池的容量及工作狀態(tài)，實現(xiàn)故障報警，并提供整組活化功能。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型的數(shù)字化電源通過電流反饋控制以及主動放電模式，有效地防止浮充電流過大使正極板腐蝕，不僅避免了蓄電池長期帶電靜置而對負極板造成的損害，延長了蓄電池使用壽命，而且可以將蓄電池的電量有效地提供給了負載，區(qū)別于能耗式放電方法，能量利用率高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型車載蓄電池數(shù)字化電源結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2是本實用新型充電電源拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明。
[0014]如圖1所示，本實用新型所述的一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源，包括充電電源
1、由多個蓄電池串聯(lián)而成的蓄電池組3、蓄電池管理系統(tǒng)BMS，所述蓄電池管理系統(tǒng)BMS包括BMS中心控制器2和若干個電池狀態(tài)傳感器4，其特征在于:所述充電電源1的電流輸出端與所述蓄電池組3的正極連接，所述蓄電池組3的負極與所述充電電源1的電流輸入端連接，所述蓄電池組3的負極與充電電源1的電流輸入端連接的導(dǎo)線上設(shè)有電流傳感器5，所述電流傳感器5與所述BMS中心控制器2電連接，所述BMS中心控制器2通過CAN總線與充電電源1電連接，所述蓄電池組3的每個蓄電池上均設(shè)有電池狀態(tài)傳感器4，所述電池狀態(tài)傳感器4與所述BMS中心控制器2電連接，所述BMS中心控制器2的輸出端對蓄電池組3進行熱管理和安全管理。
[0015]本實用新型的新型車載蓄電池用數(shù)字化電源主要由充電電源和蓄電池管理系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。充電電源的主要功能包括:①交直流變換，向負載供電;②給蓄電池充電;③交流異常時，蓄電池向負載供電。蓄電池管理系統(tǒng)BMS針對端電壓為110V的蓄電池，各節(jié)點能實現(xiàn)48節(jié)及以下串聯(lián)蓄電池的在線參數(shù)監(jiān)測，能夠?qū)崟r測量蓄電池的電流、電壓、溫度和內(nèi)阻，每隔一段時間進行一次放電測試，并綜合判斷各蓄電池的容量及工作狀態(tài)，實現(xiàn)故障報警，并提供整組活化功能。通過LCD顯示屏，能實時顯示蓄電池組浮充電流、各節(jié)蓄電池電壓、內(nèi)阻等電池狀態(tài)，提供友好的人機界面。BMS無論電池處于充電還是備用狀態(tài)，都要可靠地完成電池狀態(tài)的實時監(jiān)測和故障診斷，并通過總線的方式告知充電電源，以采用更合適的控制策略，達到高效使用電池的目的。BMS主要功能包括:①電壓、電流、溫度、內(nèi)阻檢測；②S0C估算;③充放電控制;④均衡控制;⑤熱管理;⑥安全管理;⑦CAN通信等。
[0016]電池狀態(tài)傳感器安裝在電池單體外側(cè)，采集電池的端電壓、溫度、內(nèi)阻數(shù)據(jù)，發(fā)送至中心控制器。
[0017]本實用新型通過電流反饋控制以及主動放電模式來延長車載電源的使用壽命。其中，電流反饋控制是指以充電電流為反饋量控制輸出充電電源電壓，防止浮充電流過大使正極板腐蝕;主動放電模式是指長時間沒有充放電時，自動對蓄電池進行一次完整的充放電過程，防止負極板硫酸鹽化。實現(xiàn)方法:設(shè)定蓄電池最長靜置時間，比如，將最長時間設(shè)為1個月，BMS中心控制器1個月內(nèi)沒有記錄到蓄電池的充放電動作時，記錄充放電的時間間隔，比如，當檢測到蓄電池有1個月沒有進行充放電時，關(guān)閉充電電源中AC/DC側(cè)的輸出電壓，由蓄電池通過DC/DC變換向負載供電，完成一次放電過程后，再次開啟AC/DC，開始充電。這種“主動放電模式”避免了蓄電池長期帶電靜置而對負極板造成的損害，有效地保護了蓄電池，另一方面，這種模式將蓄電池的電量有效地提供給了負載，區(qū)別于能耗式放電方法，能量利用率高。
[0018]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型作舉例說明，本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，都應(yīng)涵蓋在實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源，包括充電電源、由多個蓄電池串聯(lián)而成的蓄電池組、蓄電池管理系統(tǒng)BMS，所述蓄電池管理系統(tǒng)BMS包括BMS中心控制器和若干個電池狀態(tài)傳感器，其特征在于:所述充電電源的電流輸出端與所述蓄電池組的正極連接，所述蓄電池組的負極與所述充電電源的電流輸入端連接，所述蓄電池組的負極與充電電源的電流輸入端連接的導(dǎo)線上設(shè)有電流傳感器，所述電流傳感器與所述BMS中心控制器電連接，所述BMS中心控制器通過CAN總線與充電電源電連接，所述蓄電池組的每個蓄電池上均設(shè)有電池狀態(tài)傳感器，所述電池狀態(tài)傳感器與所述BMS中心控制器電連接，所述BMS中心控制器的輸出端對蓄電池組進行熱管理和安全管理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源，其特征在于:所述電池狀態(tài)傳感器安裝在電池單體外側(cè)，采集電池的端電壓、溫度、內(nèi)阻數(shù)據(jù)，發(fā)送至中心控制器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型車載蓄電池用數(shù)字化電源，所述充電電源的電流輸出端與蓄電池組的正極連接，蓄電池組的負極與所述充電電源的電流輸入端連接，蓄電池組的負極與充電電源的電流輸入端連接的導(dǎo)線上設(shè)有電流傳感器，電流傳感器與所述BMS中心控制器電連接，BMS中心控制器通過CAN總線與充電電源電連接，蓄電池組的每個蓄電池上均設(shè)有電池狀態(tài)傳感器，電池狀態(tài)傳感器與BMS中心控制器電連接，BMS中心控制器的輸出端對蓄電池組進行熱管理和安全管理。本實用新型有效地防止浮充電流過大使正極板腐蝕，避免了蓄電池長期帶電靜置而對負極板造成的損害，延長了蓄電池使用壽命，而且可以將蓄電池的電量有效地提供給了負載，能量利用率高。
【IPC分類】H02J7/00, H02J7/02, H01M10/48
【公開號】CN205141783
【申請?zhí)枴緾N201520820149
【發(fā)明人】金磊
【申請人】金磊
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年10月21日