一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子技術領域，具體而言，涉及一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統及其工作方法。
【背景技術】
[0002]近年來，高能量高電壓的蓄電池得到了廣泛應用，通過將多個高能量電壓蓄電池串聯起來形成一個蓄電池組，可用于諸如電動車等需要高電壓的裝置上。
[0003]電動汽車動力蓄電池組的管理裝置的主要功能是對特定用途的各種動力蓄電池組的充放電過程進行智能化管理，為各種類型電動汽車蓄電池組提供具有特殊技術要求的、安全、高效運行的技術環境。
[0004]在充電過程中的管理工作重點是確保每只單體電池的充電電壓、充電電流和溫度在蓄電池安全工作范圍內，確保蓄電池充足電而又不過充電，且不發生溫度失控的問題。在放電過程中，嚴密監視各個單體電池的技術狀態，防止發生單體電池過放電，并能對落后電池進行放電能量補償，將落后單體電池對蓄電池組放電的不利影響降低到最低限度。
[0005]蓄電池組是變電站的重要元件，它的作用是在電力系統發生故障時向變電站的重要負荷提供電源。重要變電站使用的蓄電池組通常由110只左右的大容量蓄電池串聯構成，由于制造方面的原因部分電池會表現出電壓落后現象，如有的電池電壓較標準電壓低100毫伏或更多，遠高于國網公司電壓差別小于30毫伏的要求。由于落后電池的電壓長期低于標準電壓，使得電壓落后蓄電池的極板存在一定的硫酸化，導致電池內阻增加、充放電性能、電池容量和可靠性下降。生產現場解決這個問題的通常辦法是整組更換蓄電池。根據前幾年的電池報價，一組進口 500安時閥控蓄電池的價格約18萬元人民幣，一組進口 300安時閥控蓄電池的價格約12萬人民幣，一組國產300安時閥控蓄電池的價格約9萬人民幣，可以看出整組更換蓄電池的方案將耗費大量的資金，增加了新電池安裝的工作量，而且更換電池組時要先將原電池組退出運行會導致不安全因素，并且更換下來的電池拆解時又可能造成環境污染，產生環境安全隱患。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明提供一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統及其工作方法，用以解決現有蓄電池組中出現落后電池，需要更換成本高昂的蓄電池組的問題。
[0007 ]本發明通過以下技術手段解決上述問題:
[0008]—方面，本發明提供一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統，其中，所述蓄電池組是連接有負載和開關電源的串聯蓄電池組，所述在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統包括:與所述蓄電池組內各個蓄電池一一對應連接的多個充電模塊，電壓采集模塊，電流采集模塊，所述電壓采集模塊和所述電流采集模塊的輸出端與控制模塊的輸入端相連，所述控制模塊的輸出端與所述多個充電模塊相連，
[0009]所述電壓采集模塊，用于采集蓄電池組中各個蓄電池的電壓值；
[0010]所述電流采集模塊，用于采集蓄電池組中各個蓄電池的電流值；
[0011]所述控制模塊，用于將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓值相比較，得到電壓值低于預設電壓值的蓄電池;將所述電壓值低于預設電壓值的蓄電池的電流值與預設電流值相比較，得到電流值低于預設電流值的蓄電池作為落后蓄電池，控制所述落后蓄電池對應的充電模塊對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值；
[0012]所述充電模塊，用于對所述落后蓄電池充電。
[0013]進一步的，所述系統還包括:用于采集所述落后蓄電池溫度的溫度采集模塊，所述溫度采集模塊與所述控制模塊相連。
[0014]進一步的，所述控制模塊，還用于將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓門限值相比較，得到電壓值低于預設電壓門限值的蓄電池作為落后蓄電池，控制所述落后蓄電池對應的充電模塊對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值。
[0015]進一步的，所述系統還包括，與所述控制模塊相連的顯示模塊。
[0016]進一步的，所述控制模塊包括:依次連接的輸入接口、模數轉換模塊、微控制器、和輸出接口，其中:
[0017]所述輸入接口與所述電壓采集模塊和所述電流采集模塊相連；
[0018]所述模數轉換模塊將所述蓄電池的電壓值、所述蓄電池的電流值轉換為數字信號，輸入給所述微控制器；
[0019]所述微控制器，用于將電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓值相比較，得到電壓值低于預設電壓值的蓄電池;將所述電壓值低于預設電壓值的蓄電池的電流值與預設電流值相比較，得到電流值低于預設電流值的蓄電池作為落后蓄電池；
[0020]所述輸出接口與各個充電模塊相連，用于控制所述落后蓄電池對應的充電模塊對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值。
[0021]進一步的，所述充電模塊包括與對應蓄電池相連的充電回路和與所述微控制器相連的開關。
[0022]進一步的，所述顯示模塊為帶LED背光的16*2字符點陣型液晶顯示模塊。
[0023]本發明另一方面還提供一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統的工作方法，包括:
[0024]采集蓄電池組各個蓄電池的電壓值和電流值；
[0025]將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓值相比較，得到電壓值低于預設電壓值的蓄電池；
[0026]將所述電壓值低于預設電壓值的蓄電池的電流值與預設電流值相比較，得到電流值低于預設電流值的蓄電池作為落后蓄電池；
[0027]控制所述落后蓄電池對應的充電模塊對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值。
[0028]進一步的，所述采集蓄電池組各個蓄電池的電壓值和電流值之后，還包括:
[0029]將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓門限值相比較，得到電壓值低于預設電壓門限值的蓄電池作為落后蓄電池；
[0030]控制所述落后蓄電池對應的充電模塊對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值。
[0031]進一步的，所述方法還包括:
[0032]將所述蓄電池組內各個蓄電池的電壓值和電流值顯示出來。
[0033]相較于現有技術，本發明的在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統及其工作方法，通過將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值和電流值與預設電壓值和預設電流值實時進行比較，在電壓值和電流值均低于預設電壓值和預設電流值時，確定對應蓄電池為落后蓄電池，其判斷落后蓄電池更為精準，充電實效性更強，能有效防止蓄電池組內落后電池的出現。進一步的，將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓門限值相比較，得到電壓值低于預設電壓門限值的蓄電池作為落后蓄電池，當蓄電池組內蓄電池電壓過低時，直接將對應蓄電池作為落后蓄電池，對其進行實時充電，提高對落后電池充電的及時性。
【附圖說明】
[0034]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0035]圖1是本發明實施例提供的在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統的運行方式示意圖；
[0036]圖2是本發明實施例提供的在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統的結構圖；
[0037]圖3是本發明實施例提供的在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統的工作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0039]實施例一
[0040]以下將結合附圖1對本發明進行詳細說明，本實施例提供一種在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統，如圖1所示:所述蓄電池組是連接有負載11和開關電源12的串聯蓄電池組，開關電源12分別與負載11和在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統并聯，在正常情況下，開關電源12作為負載11的電源，同時對蓄電池組進行浮充，當開關電源12斷開時，由蓄電池組切換作為負載11的電源，并且在在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統選擇出落后電池以及對落后電池進行充電，從而減少了落后電池的放電容量，通過蓄電池組應急供電保障，能使蓄電池組的整體容量大于落后單體蓄電池的容量。
[0041]如圖2所示，所述在線式蓄電池組落后電池應急輔助系統包括:與所述蓄電池組內各個蓄電池一一對應連接的多個充電模塊21，電壓采集模塊22，電流采集模塊23，溫度采集模塊24，顯示模塊25和控制模塊26，所述電壓采集模塊22、所述電流采集模塊23和所述溫度采集模塊24的輸出端與控制模塊26的輸入端相連，所述控制模塊26的輸出端與所述多個充電模塊21和所述顯示模塊25相連；
[0042]其中，所述充電模塊21，用于對所述落后蓄電池充電；所述充電模塊21具體包括與對應蓄電池相連的充電回路和與微控制器相連的開關。
[0043]所述電壓采集模塊22，用于采集蓄電池組中各個蓄電池的電壓值；
[0044]所述電流采集模塊23，用于采集蓄電池組中各個蓄電池的電流值；
[0045]所述控制模塊26，用于將蓄電池組內各個蓄電池的電壓值與預設電壓值相比較，得到電壓值低于預設電壓值的蓄電池;將所述電壓值低于預設電壓值的蓄電池的電流值與預設電流值相比較，得到電流值低于預設電流值的蓄電池作為落后蓄電池，控制所述落后蓄電池對應的充電模塊21對所述落后蓄電池充電，使所述落后蓄電池的電壓值大于所述預設電壓值;其判斷落后蓄電池更為精準，充電實效性更強，能有效防止蓄電池組內落后電池的出現。