[发明专利]一种应用于浮标的电能储蓄管理装置

说明书

本发明设计了一种应用于浮标的电能储蓄管理装置，该装置安装于浮标仪器舱，包括电池管理系统、电池组、输入线路、输出线路、间歇式电源和电路保护系统，电路保护系统设置在输入线路与输出线路之间；电池加热装置设置在电池组的四周；电池管理系统嵌合在电池加热装置中，实时监测电池组的电能使用情况；间歇式电源嵌合在电池组中，由电池管理系统控制为电能储蓄管理装置进行充电。通过对磷酸铁锂电池保护板外围电路的改进解决了因充放电而造成的短路和放电现象；在低温条件下提高磷酸铁锂电池的能量密度；维持电池最佳的整流效率及循环寿命。

技术领域

本发明属于海上浮标技术领域，尤其涉及一种应用于浮标的电能储蓄管理装置。

背景技术

海洋浮标是海洋立体监测网的重要组成部分，海洋浮标系统是世界各国海洋环境监测于海洋灾害预报的主要手段之一，具有长期连续、定点监测等其他海洋监测手段无法替代的优点，而电能供给问题则决定了海洋浮标能否实现对海洋环境实时监测，只有解决电能储蓄问题，才能真正实现对海洋全天候、全方位的立体监测，目前海洋浮标普遍使用蓄电池供电和蓄电池、太阳能、风能等混合供电，由于能量密度太低，保证一个海洋浮标持续工作一年所需要配置的蓄电池重量数以吨计，同时使用蓄电池供电还存在漏液、腐蚀等缺点，这给海洋浮标系统的供给、维护带来很多问题。磷酸铁锂电池具有高频输出、良好的循环寿命、快速充电、低成本、体积小、重量轻，对环境无污染且该电池不含任何重金属与稀有金属。但是现有的磷酸铁锂电池组在实际海洋应用中存在较多的问题，因海洋气候多变，在低温条件下磷酸铁锂的能量密度明显降低，循环寿命也相应受到影响，这也严重限制了磷酸铁锂电池的规模使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于浮标的电能储蓄管理装置，通过对磷酸铁锂电池保护板外围电路的改进解决了因充放电而造成的短路和放电现象；在低温条件下提高磷酸铁锂电池的能量密度；维持电池最佳的整流效率及循环寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种应用于浮标的电能储蓄管理装置，该装置安装于浮标仪器舱，包括电池管理系统、电池组、输入线路、输出线路、间歇式电源和电路保护系统，电路保护系统设置在输入线路与输出线路之间；电池加热装置设置在电池组的四周；电池管理系统嵌合在电池加热装置中，实时监测电池组的端电压与充放电电流；间歇式电源嵌合在电池组中，由电池管理系统控制为电能储蓄管理装置进行充电。

按上述技术方案，所述电池组为磷酸铁锂电池组。

按上述技术方案，利用太阳能集热器或浮标自发电装置为电池加热装置提供电量以发热。从而使磷酸铁锂电池维持最佳工作温度。在阳光充裕情况下，利用浮标的太阳能集热器吸收的太阳热量给予磷酸铁锂电池足够的热量；在缺少阳光状况下，使用电池自身电能给供热片供电，供热片加热得以维持电池的工作温度。风力发电机等自发电装置通过输入线路连接电能储蓄管理装置。

按上述技术方案，太阳能集热器装配在太阳能板舱室中，在有光照时经由电能储蓄管理装置处理，加热电池组周围的电池加热装置，风力发电机通过输入线路连接电能储蓄管理装置，再经由电能储蓄管理装置进行整流应用于装置内部的各模块。

按上述技术方案，电池组位于电池加热装置的中心并贴合供热片放置，在供热片中部设有温度控制模块，将监测的温度信息发给电池管理系统。

按上述技术方案，电池管理系统将电池组划分模块，电能在输出时使浮标适配不同的工作需求实现大功率输出或正常输出或小功率输出，其中均衡器以电感和电容为储能元件共同构成感容型均衡器，在均衡时通过LC震荡电路，使电感中的能量向电容传输，提升电容的电压，再根据每一节电池的容量调整均衡电流。在充电阶段，间歇式电源为储能系统进行充电，供能系统传来的交流电经过整流器后整流为直流电向储能电池模块进行充电，储存能量；放电阶段，储能系统向负载进行放电，再通过电池管理系统提供稳定功率输出。整个电池通过电池管理系统进行控制管理并监测电池的使用情况和电量多少。