本實(shí)用新型涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種儲(chǔ)能電池組充放電控制及檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

目前，儲(chǔ)能電池組的充放電控制電路一般直接采用一個(gè)繼電器控制充電回路和放電回路，使得單向大功率繼電器在頻繁的雙向大電流切換下使用壽命降低很多。部分充放電控制電路采用獨(dú)立的充電繼電器和放電繼電器，但僅對(duì)放電繼電器進(jìn)行了預(yù)充電保護(hù)，對(duì)充電繼電器的大電流通斷切換的保護(hù)不夠完善。此外，為更好的保護(hù)控制設(shè)備，需實(shí)現(xiàn)對(duì)所有繼電器開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)，當(dāng)前的檢測(cè)方式需對(duì)每一個(gè)繼電器進(jìn)行單獨(dú)的狀態(tài)檢測(cè)，且無法與系統(tǒng)的電壓檢測(cè)等功能相結(jié)合，整個(gè)系統(tǒng)的電路實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)?chǔ)能電池組進(jìn)行有效的充放電控制管理，并對(duì)充放電控制開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行有效檢測(cè)的儲(chǔ)能電池組充放電控制及檢測(cè)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種儲(chǔ)能電池組充放電控制及檢測(cè)裝置，包括充放電控制電路、用于檢測(cè)充放電控制電路中充電繼電器K1和放電繼電器K2的端電壓和電池組的端電壓的繼電器檢測(cè)電路，以及電池組管理單元，所述電池組管理單元的輸入端與繼電器檢測(cè)電路的輸出端相連，所述電池組管理單元的輸出端分別與充放電控制電路、繼電器檢測(cè)電路的輸入端相連。

所述充放電控制電路包括充電控制電路、放電控制電路和預(yù)充電控制電路，所述充電控制電路由充電繼電器K1和續(xù)流二極管D1串聯(lián)組成，所述放電控制電路由放電繼電器K2和續(xù)流二極管D2串聯(lián)組成，所述預(yù)充電控制電路由功率電阻R1和預(yù)充電繼電器K3串聯(lián)組成，所述充電控制電路、放電控制電路和預(yù)充電控制電路三者并聯(lián)；所述繼電器檢測(cè)電路包括電壓表V、第一控制開關(guān)K4、第二控制開關(guān)K5和保護(hù)電阻R2，電壓表V、保護(hù)電阻R2、第二控制開關(guān)K5三者串聯(lián)，繼電器檢測(cè)電路并聯(lián)在電池組的正、負(fù)極上；所述電池組管理單元包括微控制器MCU。

所述微控制器MCU輸出用于控制充電繼電器K1的控制信號(hào)PA1至充電繼電器K1的控制端，輸出用于控制放電繼電器K2的控制信號(hào)PA2至放電繼電器K2的控制端，輸出用于控制預(yù)充電繼電器K3的控制信號(hào)PA3至預(yù)充電繼電器K3的控制端，輸出用于控制第一控制開關(guān)K4的控制信號(hào)PA4至第一控制開關(guān)K4的控制端，輸出用于控制第二控制開關(guān)K5的控制信號(hào)PA5至第二控制開關(guān)K5的控制端；所述微控制器MCU接收電池組的工作狀態(tài)信號(hào)以及繼電器檢測(cè)電路中電壓表V輸出的電壓信號(hào)。

所述續(xù)流二極管D1的陽(yáng)極與充電繼電器K1的負(fù)端相連，續(xù)流二極管D2的陰極與充電繼電器K2的正端相連，電阻R1的一端與預(yù)充電繼電器K3的正端相連，續(xù)流二極管D1的陰極、續(xù)流二極管D2的陽(yáng)極和電阻R1的另一端并聯(lián)后分別與電壓表和電池組的正極相連，充電繼電器K1的正端、充電繼電器K2的負(fù)端、預(yù)充電繼電器K3的負(fù)端并聯(lián)后接第一控制開關(guān)K4的一端，第一控制開關(guān)K4的另一端接在電壓表V和保護(hù)電阻R2的一端之間，保護(hù)電阻R2的另一端接第二控制開關(guān)K5的一端，第二控制開關(guān)K5的另一端分別接逆變器M的負(fù)端和電池組的負(fù)極，逆變器M的正端接充電繼電器K2的負(fù)端。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型可對(duì)儲(chǔ)能電池組進(jìn)行有效的充放電控制管理，有效控制充電繼電器K1和放電繼電器K2電流的方向，并在充放電回路斷開和導(dǎo)通控制切換時(shí)有效的限制沖擊電流及其對(duì)繼電器的壽命影響；通過對(duì)繼電器工作狀態(tài)的檢測(cè)，可在繼電器出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)上報(bào)處理，有效的提高了電池組系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本裝置的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種儲(chǔ)能電池組充放電控制及檢測(cè)裝置，包括充放電控制電路1、用于檢測(cè)充放電控制電路1中充電繼電器K1和放電繼電器K2的端電壓和電池組的端電壓的繼電器檢測(cè)電路2，以及電池組管理單元3，所述電池組管理單元3的輸入端與繼電器檢測(cè)電路2的輸出端相連，所述電池組管理單元3的輸出端分別與充放電控制電路1、繼電器檢測(cè)電路2的輸入端相連。電池組管理單元3實(shí)現(xiàn)對(duì)充電繼電器K1、放電繼電器K2的開關(guān)切換來控制充放電控制電路1，并同時(shí)控制連接電壓表V的各開關(guān)切換以檢測(cè)相應(yīng)的電壓值。

如圖1所示，所述充放電控制電路1包括充電控制電路、放電控制電路和預(yù)充電控制電路，所述充電控制電路由充電繼電器K1和續(xù)流二極管D1串聯(lián)組成，所述放電控制電路由放電繼電器K2和續(xù)流二極管D2串聯(lián)組成，所述預(yù)充電控制電路由功率電阻R1和預(yù)充電繼電器K3串聯(lián)組成，所述充電控制電路、放電控制電路和預(yù)充電控制電路三者并聯(lián)；所述繼電器檢測(cè)電路2包括電壓表V、第一控制開關(guān)K4、第二控制開關(guān)K5和保護(hù)電阻R2，電壓表V、保護(hù)電阻R2、第二控制開關(guān)K5三者串聯(lián)，繼電器檢測(cè)電路2并聯(lián)在電池組的正、負(fù)極上；所述電池組管理單元3包括微控制器MCU。逆變器M用于外接工作負(fù)載或充電電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的電源供應(yīng)或?qū)﹄姵亟M的充電。

如圖1所示，所述微控制器MCU輸出用于控制充電繼電器K1的控制信號(hào)PA1至充電繼電器K1的控制端，輸出用于控制放電繼電器K2的控制信號(hào)PA2至放電繼電器K2的控制端，輸出用于控制預(yù)充電繼電器K3的控制信號(hào)PA3至預(yù)充電繼電器K3的控制端，輸出用于控制第一控制開關(guān)K4的控制信號(hào)PA4至第一控制開關(guān)K4的控制端，輸出用于控制第二控制開關(guān)K5的控制信號(hào)PA5至第二控制開關(guān)K5的控制端；所述微控制器MCU接收電池組的工作狀態(tài)信號(hào)以及繼電器檢測(cè)電路2中電壓表V輸出的電壓信號(hào)。電池組管理單元3可獲取電池組的單體電壓、溫度、電流等所需的工作狀態(tài)，并根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的參數(shù)控制充電繼電器K1、放電繼電器K2的斷開或閉合；電池組管理單元3在控制充電繼電器K1、放電繼電器K2開關(guān)切換的同時(shí)，控制相應(yīng)的電壓檢測(cè)開關(guān)即第一控制開關(guān)K4和第二控制開關(guān)K5來檢測(cè)繼電器的實(shí)際工作狀態(tài)，以判斷繼電器是否出現(xiàn)粘連、無法閉合等故障，繼電器開關(guān)切換完成后，電壓表實(shí)時(shí)檢測(cè)電池組的端電壓，以保護(hù)電池組。

如圖1所示，所述續(xù)流二極管D1的陽(yáng)極與充電繼電器K1的負(fù)端相連，續(xù)流二極管D2的陰極與充電繼電器K2的正端相連，電阻R1的一端與預(yù)充電繼電器K3的正端相連，續(xù)流二極管D1的陰極、續(xù)流二極管D2的陽(yáng)極和電阻R1的另一端并聯(lián)后分別與電壓表和電池組的正極相連，充電繼電器K1的正端、充電繼電器K2的負(fù)端、預(yù)充電繼電器K3的負(fù)端并聯(lián)后接第一控制開關(guān)K4的一端，第一控制開關(guān)K4的另一端接在電壓表V和保護(hù)電阻R2的一端之間，保護(hù)電阻R2的另一端接第二控制開關(guān)K5的一端，第二控制開關(guān)K5的另一端分別接逆變器M的負(fù)端和電池組的負(fù)極，逆變器M的正端接充電繼電器K2的負(fù)端。

實(shí)施例一

為實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池組充放電的可靠控制以及有效判斷繼電器的工作狀態(tài)，本實(shí)施例中電池組的總電壓為500V的直流高壓，逆變器M充放電最大電流為200A。

本實(shí)施例中充電繼電器K1、放電繼電器K2、兩個(gè)續(xù)流二極管額定電流均為200A，充電時(shí)，充電電流流經(jīng)充電繼電器K1和續(xù)流二極管D1，放電時(shí)，放電電路流經(jīng)放電繼電器K2和續(xù)流二極管D2，兩個(gè)續(xù)流二極管可確保電流流經(jīng)方向的唯一性，進(jìn)而保護(hù)繼電器不受反方向大電流的流通及壽命影響；由于逆變器M一般為非阻性設(shè)備，在繼電器開關(guān)瞬間會(huì)在回路中形成大電流的沖擊，預(yù)充電電路可有效避免這一問題，本實(shí)施例中R1為阻值為100Ω、功率值為100W的功率電阻，預(yù)充電繼電器K3為10A，在充電繼電器K1和放電繼電器K2閉合前，可將預(yù)充電繼電器K3閉合，這樣可將回路電流鉗制在5A，并迅速下降至0A，然后在閉合充電繼電器K1或放電繼電器K2，避免了繼電器閉合時(shí)間產(chǎn)生的大電流沖擊問題。

本實(shí)施例中，電壓表V通過第一控制開關(guān)K4和第二控制開關(guān)K5控制檢測(cè)繼電器端電壓或者電池組電壓。正常工作時(shí)，第一控制開關(guān)K4斷開、第二控制開關(guān)K5閉合，電壓表V檢測(cè)電池組兩端總電壓，判斷電池組的工作狀態(tài)；充電繼電器K1和放電繼電器K2開關(guān)切換時(shí)，第二控制開關(guān)K5斷開、第一控制開關(guān)K4閉合，電壓表V檢測(cè)相應(yīng)繼電器的工作狀態(tài)，進(jìn)而判斷繼電器是否粘連或無法閉合等問題，通過一個(gè)電壓表V即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)繼電器及電池組電壓的檢測(cè)及判斷；保護(hù)電阻R2采用100K的電阻，可確保兩個(gè)電壓表開關(guān)出現(xiàn)故障一起閉合時(shí)電路不會(huì)出現(xiàn)短路故障。

本實(shí)施例中，微控器MCU可檢測(cè)獲取電池組各單體電池的電壓、溫度等信息，并判斷是否斷開或閉合充電繼電器K1、放電繼電K2器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)電壓的檢測(cè)以及繼電器工作狀態(tài)的判斷；若繼電器均斷開，繼電器的端電壓為0，則存在繼電器粘連故障；若某一個(gè)繼電器閉合，繼電器的端電壓為500V左右，則可判斷相應(yīng)的繼電器無法正常吸合。

綜上所述，本實(shí)用新型可對(duì)儲(chǔ)能電池組進(jìn)行有效的充放電控制管理，有效控制充電繼電器K1和放電繼電器K2電流的方向，并在充放電回路斷開和導(dǎo)通控制切換時(shí)有效的限制沖擊電流及其對(duì)繼電器的壽命影響；通過對(duì)繼電器工作狀態(tài)的檢測(cè)，可在繼電器出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)上報(bào)處理，有效的提高了電池組系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。