[发明专利]一种蓄电池安全保护装置以及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池的研究领域，特别涉及一种蓄电池安全保护装置以及实现方法。

背景技术

直流系统广泛应用于通信、信息处理的各个领域。传统的直流系统主要由直流屏(整流器)和蓄电池组成，在实际使用中，蓄电池组作为后备电源，充当极为重要的角色，是整个直流系统的心脏。目前，直流系统主要采用阀控式铅酸蓄电池作为后备电源，阀控式铅酸蓄电池的使用寿命和工作环境、浮充电压大小、放电维护周期有非常大的关系。

很多场合下，直流屏需要对负载供电，对负载供电的电压一般都是设定为蓄电池组的浮充电压。当蓄电池组放电结束后，蓄电池组的电压较低，此时，如果把蓄电池组直接接入直流屏，会产生很大的瞬间电流，出现多种意外情况：

①直流屏具备过流保护功能，瞬间大电流导致直流屏保护、关断，在直流线上产生极大的电压波动，影响负载工作状态；

②瞬间大电流冲击，有可能损坏直流屏；

③不加限制的大电流，很可能损坏蓄电池；

④没有限制的大电流，甚至损坏线路上的熔断器等等；

为了避免以上情况发生，当蓄电池组放电结束后，通常采用降低整流器的输出电压的方式给蓄电池组充电。这个方式，需要人为的逐步提升整流器的输出电压，整个充电过程需要浪费大量的时间，严重影响工作效率。

考虑上述安全因素，直流系统中的蓄电池组进行放电维护，直流屏和蓄电池组要从系统中退出，放电，然后再接入，该过程涉及整个直流系统中控制母线，合闸母线，直流母线，直流屏，蓄电池组等多个部件的开关合闸，过程繁琐。

另外，当变电站或其他直流系统应用环境的空调故障，蓄电池组工作环境温度较高时，蓄电池组处于浮充状态，容易发生鼓胀、热失控的现象，导致蓄电池组报废。

再者，阀控式铅酸蓄电池组在使用过程中，经常会出现某个或者某几个的落后单体膨胀、漏液、容量急剧下降等劣化现象，当劣势单体个数只有一两个时，目前有一些做法是把劣势单体剔除，继续使用，由于单体个数发生改变，这时需要调整直流屏的输出电压，避免浮充电压过高导致蓄电池组被“充坏”，而直流屏输出电压的更改一方面改变了原有的直流系统的电压输出，另一方面很多直流屏输出电压的更改需要厂家派专人到现场更改，同时当整组蓄电池进行更换时，直流系统输出电压还要更改一次，带来一定的工作不便。当蓄电池组中劣势单体较多，比如四五个时，考虑到阀控铅酸蓄电池组较高的一致性要求，通常的做法是把整组蓄电池报废。这种整组电池报废的现象有两个弊端：1、除了某几个落后单体之外，其他的蓄电池单体性能仍然较好，满足继续服役的要求，出于阀控式铅酸蓄电池组一致性考虑，整组报废，造成了极大的浪费；2、目前很多供用户推行零库存原则，如果蓄电池组突然报废，可能缺乏应急更换的蓄电池组，同时重新采购蓄电池组的周期长达1-2年，这样将造成一定的工作不便和安全隐患。

传统的直流系统连接模式，都是把蓄电池直接挂接在整流器的输出上，整流器平时承担对负载的供电以及给蓄电池充电的任务。当蓄电池充电完成后，蓄电池一直处于浮充状态；这个传统的直流系统组成模式，对蓄电池的寿命产生极大的破坏性。本发明颠覆传统的蓄电池充电模式，在保证直流系统安全供电的前提下，让蓄电池大部分时间处于静置状态，保证了蓄电池的安全，从而，延长了直流系统的寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种蓄电池安全保护装置以及实现方法，把外部直流电路对蓄电池施加的电压、电流由CPU根据蓄电池组的单体容量、数量、电压、工作环境温度、蓄电池温度等数据进行智能调节，从而达到保护蓄电池、整流器以及系统安全的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种蓄电池安全保护装置，所述蓄电池安全保护装置安装在直流电路与蓄电池之间，包括PWM模块、CPU模块、温度检测模块、电压检测模块、电流检测模块以及接口模块，所述PWM模块、温度检测模块、电压检测模块、电流检测模块以及接口模块均与CPU模块连接；

所述PWM模块，用于对蓄电池充电的电压、电流的控制；

所述CPU模块用于采集电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块的信号，并控制PWM模块，实现对蓄电池充电电压和电流的精确控制；

所述温度检测模块，用于检测蓄电池工作环境温度以及蓄电池单体温度；

所述电压检测模块，用于检测蓄电池充电电压、蓄电池电压

所述电流检测模块，用于检测蓄电池的充放电电流；