[发明专利]一种基于直流系统的蓄电池并联供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池充放电的技术领域，尤其涉及到一种基于直流系统的蓄电池并联供电系统。

背景技术

随着现代移动通信技术的迅速发展，我国通信基站的数目也随之攀缯，通信基站在供电过程中对蓄电池拥有绝对的依赖。与普通的以蓄电池作为直流电源的系统不同，移动通讯基站要求更高的可靠性和更低的维修率，特别是建在山区的通信基站，对无人值守和蓄电池的智能管理要求很高。

传统的基站直流电源系统是由多节蓄电池串联起来组成蓄电池组后使用，蓄电池的串联使用对蓄电池技术参数要求较高，不同品牌、不同类型、不同使用年限等蓄电池不能混合使用。基站蓄电池使用环境恶劣(长期超高温)，容易出现个别蓄电池单体出现故障，为保证蓄电池的使用性能需要更换整组蓄电池组，蓄电池的利用率降低。同时如果不能及时更换，使蓄电池带病工作，将严重影响基站的供电可靠性。传统的串联技术无法实现蓄电池的在线全容量核容，无法准确估计蓄电池的后备续航能力。

针对蓄电池串联使用存在的问题，通常利用并联电池模块解决上述问题。并联电池组件通常是由AC/DC充电电流、DC/DC升压电路等部件组成，通过多套组件并联满足实际需要的直流电源系统，取代传统设计中的“充电机+蓄电池组+蓄电池巡检”装置组合，对现有的通信基站来说改造成本过高。而且，现有的并联电池模块只针对单节12V铅酸蓄电池，目前的通信基站蓄电池以2V，6V蓄电池为主，无法真正解决基站直流系统的问题。

如何在降低供电设备成本的同时也能扩大蓄电池的适用范围、提高蓄电池后备续航能力的预估精度以及实现蓄电池单体容量实时核对及蓄电池整体放电能量实时统计，成为通信公司亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种蓄电池利用率高、供电可靠性高、运行维护时间短、经济成本低、蓄电池适用范围广、蓄电池后备续航能力的预估精度高、能实现蓄电池单体容量实时核对及蓄电池整体放电能量实时统计的基于直流系统的蓄电池并联供电系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种基于直流系统的蓄电池并联供电系统，包括整流器、负载、蓄电池充放电模块；整流器通过高压直流母线与负载连接，蓄电池充放电模块接入该高压直流母线；其中，所述蓄电池充放电模块包括DC/DC变换器、多个单体蓄电池、多个与单体蓄电池一一配对的单体充放电管理单元以及监控单元；多个单体充放电管理单元分别接入与其配对的单体蓄电池正负极之间，对各自配对的单体蓄电池进行独立的充放电管理；多个单体蓄电池并联后接入低压直流母线；DC/DC变换器连接于高压直流母线与和低压直流母线之间，且其与多个单体充放电管理单元均通过各自的通信端口连接至监控单元，反馈各自的工作情况。

进一步地，所述DC/DC变换器包括DC/DC降压器和DC/DC升压器；在整流器正常工作时，DC/DC降压器工作，为低压直流母线充电，此时负载由整流器直接进行供电；在整流器异常时，DC/DC升压器工作，低压直流母线经升压后为负载供电。

进一步地，所述单体充放电管理单元包括充放电控制电路、通信单元、CPU以及电池监测单元；其中，电池监测单元连接于单体蓄电池和CPU之间，将监测到的单体蓄电池数据(电压、温度、内阻和电流信息)发送给CPU作智能调整；充放电控制电路连接于低压直流母线和单体蓄电池之间，且与CPU连接，由CPU控制；通信单元与电池监测单元连接，将电池监测单元监测到的数据发送给监控单元，为整体电池容量的精确估算提供数据支撑。

进一步地，所述充放电控制电路包括BUCK降压电路和BOOST升压电路，二者并联；由BUCK降压电路实现充电控制，由BOOST升压电路给低压直流母线放电。

进一步地，监控单元与多个单体充放电管理单元及DC/DC变换器之间采用RS485或RS232接口通信。

进一步地，上述多个单体蓄电池可以为相同电压等级、品牌、容量的蓄电池，也可以为不相同电压等级、品牌、容量的蓄电池；且单体蓄电池既可以为单个蓄电池，也可以为多个蓄电池串联的电池串。

本方案不局限在基站使用，在其他场合的直流系统也能使用。

与现有技术相比，本方案的优点如下：

1.与传统的电池串联应用相比，并联电池可新、旧电池混用，可最大程度的提高蓄电池的利用率，电池异常时不必更换整组电池，降低运行维护的时间和经济成本。

2.当其中任一单体电池异常时可在线进行活化或剔出，无需将整组蓄电池退出系统进行检修，提高直流系统故障反应能力。