[发明专利]适用于铁路直放站的磷酸铁锂电池组装置

说明书

本发明提供了一种适用于铁路直放站的磷酸铁锂电池组装置，包括若干磷酸铁锂电池、单体电池监控模块、电流监测模块、控制模块和收敛模块，其中每个磷酸铁锂电池设置有独立的单体电池监控模块，单体电池监控模块采集每个单体电压和单体极柱温度，采集或检测的所有信号均上传至收敛模块；所述的电流检测模块配合霍尔传感器与收敛模块连接，采集或检测的所有信号均上传至收敛模块；收敛模块将收集到的数据分析、存储，并对SOC和SOH进行计算。本发明使用直放站远端机开关电源对其进行充放电，通过直放站网管，可以实时对电池组监控和管理。

技术领域

本发明涉及领域，具体是一种适用于铁路直放站的磷酸铁锂电池组装置。

背景技术

随着我国铁路迅猛发展，确保高速铁路通信系统设备正常运行，高速铁路通信设备后备电源中蓄电池的可靠性越来越高，传统铁路通信设备蓄电池大部分采用阀控式铅酸电池，存在占地面积大、工作环境温度要求高、高倍率放电性能差、对环境造成污染等缺点，逐步被能量密度高、体积小、重量轻、循环寿命长和无污染的磷酸铁锂电池代替。

现有磷酸铁锂电池组大部分和通信机房中高频开关电源配合使用，目前还没有配合工作环境恶劣的隧道直放站使用的磷酸铁锂电池组。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种适用于铁路直放站的磷酸铁锂电池组装置，使用直放站远端机开关电源对其进行充放电，通过直放站网管，可以实时对电池组监控和管理。

本发明包括8只串联的3.2V100Ah磷酸铁锂电池、单体电池监控模块、电流监测模块、控制模块和收敛模块，其中每个磷酸铁锂电池设置有独立的单体电池监控模块，单体电池监控模块采集每个单体电压和单体极柱温度，采集或检测的所有信号均上传至收敛模块；所述的电流检测模块配合霍尔传感器与收敛模块连接，采集或检测的所有信号均上传至收敛模块；收敛模块将收集到的数据分析、存储，并对SOC和SOH进行计算；所述的收敛模块连接有加热和散热控制模块，在有加热和散热控制模块控制下24h实时供电。

“单体电芯监控模块”负责采集每个单体电压和单体极柱温度，拥有24位AD采样精度，检测精度高，采集或检测的所有信号均上传至“收敛模块”。由于采用这种分布式BMS管理，使得电芯温度检测达到100%覆盖，解决电池组内单体电芯热失控风险和减少磷酸铁锂电池组内铜排跨接导致BMS损坏风险，另外，“单体电芯监控模块”还具有均衡功能和均衡失效保护功能，

电流检测模块配合霍尔传感器可以检测电流，采集或检测的所有信号均上传至“收敛模块”。

“收敛模块”负责数据分析、存储，并对SOC和SOH进行计算，具本地报警功能，“收敛模块”还可设置多级报警，若出现不严重警情，则本地告警并上报网管中心；若危险等级提升，达到设定阀值，则通过控制模块给电子继电器发出控制信号，将回路切断，从而达到保护作用。

本发明有益效果在于：

1）磷酸铁锂电池具有绿色环保、能量密度高、体积小、重量轻、循环寿命长、安全性强和无记忆等特点。

2）本发明分布式BMS管理系统的磷酸铁锂电池组是在每个单体电芯上采集数据和检测，可以对每个单体电芯进行检测，电芯温度检测100%覆盖，电池电压检测精度高。解决电池组热失控风险和减少铜排跨接风险。

3）高温性能好，外部温度55°时电池组正常工作。

4）通过加热装置，可实现-25°时电池组正常工作。

5）高功率输出，标准放电为0.2C，可3C充放电。

6）本发明装置可识别MOS状态并报警，特别是在MOS失效短路情况下，可将均衡电流控制在0.35mA左右，避免蓄电池电芯电压出现过放现象。

7）维护成本低，维护工作量少。

8）电池电压检测精度高。