专利名称：蓄电池保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池组的保护装置，特别是指一种具有过充过放保护功能，同时能对每个蓄电池进行状态监测的蓄电池保护装置。
目前在通讯局站、电力输变电站、以及大型不间断电源(UPS)系统中所用的蓄电池组多数是由多个单体蓄电池或子蓄电池组串联而成。由于每个蓄电池的容量不可能完全相同，所以在充电过程中会有一部分蓄电池提前充满，但此时整组蓄电池尚未充满，充电过程仍在继续，这样就会造成提前充满电的蓄电池过量充电，电液过份挥发，使得蓄电池容量迅速下降。同样在放电的过程中，那些容量小的或容量已下降的蓄电池会提前放空电，而此时蓄电池组还尚未全部放空，放电过程还在继续。这样提前放空的蓄电池就会造成过放电或反极充电，从而加速蓄电池的老化过程，大大降低蓄电池寿命。
鉴于上述情况，现有开发出的各种各样的蓄电池监测保护装置。有的是将蓄电池组中每个蓄电池的引线引到一个公共装置上进行测量监控，发现问题及时报警处理；有些是将每个单体蓄电池上并联一个旁路保护装置，当蓄电池过充时，将过量的充电电流从旁路装置泄放掉。以上两种方法，第一种只能解决测量问题，而且引线过多实现起来困难大，不安全，一个蓄电池组中有n个蓄电池，就要有n+1条引线；第二种只能解决蓄电池过充电的问题，而不能解决过放电问题。
本实用新型的目的就在于提供一种蓄电池组的保护装置，当蓄电池组中某些蓄电池过充电时，通过它将充电电流从旁路泄放掉，而在蓄电池组的放电过程中将容量不足的蓄电池补充一部分能量，防止过放及过充电发生，延长蓄电池组的使用寿命。
本实用新型的进一步目的在于提供一种蓄电池组的保护装置，可同时监测蓄电池组中各个蓄电池的工作状态，并将测得的参数传给中心采集监控系统，实时监控蓄电池的工作状态，减少维护工作量。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种蓄电池保护装置，包括复数个蓄电池保护器及一对蓄电池均放电母线，该等蓄电池保护器为并联在每个蓄电池的正负极两端；每个蓄电池保护器包括过充保护电路和过放保护电路，其中，过充保护电路两端并联在蓄电池的正负极两端，过放保护电路的输出端亦并联在蓄电池的正负极两端，其输入端均与所述的蓄电池均放电母线连接，该蓄电池均放电母线分别电连接于蓄电池组输出的正负极端。
根据上述技术方案，所述的蓄电池保护装置还包括有一数据传输母线，所述的蓄电池保护器还包括有一蓄电池状态监控电路，该蓄电池状态监控电路至少包括一电压测量电路，其电压测量输入端并联在蓄电池的正负极两端，输出端均与所述的数据传输母线连接，并连接到一数据采集处理装置。
上述的蓄电池均放电母线可为直流蓄电池均放电母线，上述的过放保护电路为直流/直流(DC/DC)变换器，该直流/直流变换器的输出端与蓄电池并联连接，其输入端均与该直流蓄电池均放电母线连接，该直流蓄电池均放电母线则连接于蓄电池组输出的正负端。
上述的蓄电池均放电母线可为交流蓄电池均放电母线，上述的过放保护电路为交流/直流(AC/DC)变换电路，其交流输入通过变压器变换和二极管整流后的直流输出并接在蓄电池的正负极两端；上述蓄电池组的直流输出经一开关电路变换成交流后的输出连接一对交流蓄电池均放电母线，而该等交/直流变换电路的交流输入端均连接在该交流蓄电池均放电母线。
根据上述技术方案，所述的过充保护电路两端还可通过一电流传感器并联在蓄电池的正负极两端。所述的过放保护电路的输出端亦通过该电流传感器并联在蓄电池的正负极两端。
根据上述技术方案，所述的蓄电池状态监控电路还包括一电流测量电路，其电流测量输入端并联在上述的电流传感器的两端。该蓄电池状态监控电路可以是型号为DS2437的蓄电池状态监控器。
由于本实用新型为在串联使用的蓄电池组中每个蓄电池均接有一个蓄电池保护器，该蓄电池保护器连接在蓄电池的两端子上。通过其中的过充保护电路，将个别提前充满的蓄电池的充电电流从旁路泄放掉；通过过放保护电路可在蓄电池放电过程中，将容量不足的蓄电池补充一部分能量。另外由于本实用新型同时还具有蓄电池监控装置，可测量蓄电池组中各个蓄电池的工作状态，如电池电压、过充过放电流以及工作温度等，并将测得的各项参数通过数据传输母线传给中心监控系统。
由于影响蓄电池寿命的主要因素是过充电、过放电和高温充电，所以应用本实用新型后可以大大的延长蓄电池组的使用寿命，并且可以使蓄电池组达到最大容量应用。由于本实用新型可以实时监视每节蓄电池的工作状态，蓄电池监控系统藉此可以打印出每天的蓄电池运行报表，减去了每日的人工检测工作，节省人力，减少维护工作量。由于本实用新型的使用，可以放松对蓄电池组中各个蓄电池参数一致性的要求，并且可以将同型号的新旧不同的蓄电池共用。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的应用连接示意图。
图2为本实用新型蓄电池保护器的电原理图。
图3为本实用新型蓄电池保护器的过充保护电路图。
图4为本实用新型蓄电池保护器的过放保护电路图。
图5为图4所示的交流蓄电池均放电母线的生成原理示意图。
首先，请参见图1所示，本实用新型蓄电池保护装置由与蓄电池组中蓄电池个数对应个数的蓄电池保护器10、一对蓄电池均放电母线20及数据传输母线30组成。其中蓄电池保护器10为并联在每个蓄电池的两端，参见图2所示，其包括过充保护电路101、过放保护电路102及蓄电池监控电路103。过充保护电路101、过放保护电路102均通过一电流传感器Ri并联在蓄电池Bi的两端，而过放保护电路102的输入端连接在上述的蓄电池均放电母线20上，蓄电池监控电路103的输出端连接于上述的数据传输母线30。蓄电池均放电母线20与每个蓄电池保护器的过放保护电路的输入端连接，并与蓄电池组的输出端Port+、Port-电连接。数据传输母线30与每个蓄电池保护器的蓄电池监控电路的输出端连接，并与远端的数据采集处理装置的数据端口Port Data连接。
当在蓄电池组的充电过程中，如果其中的个别蓄电池提前充满，则可通过与该蓄电池并联的该蓄电池保护器的过充保护电路，将充电电流从旁路泄放掉；当在蓄电池组的放电过程中，如果存在放电不均匀，可通过与该蓄电池并联的该蓄电池保护器的过放保护电路，将容量不足的蓄电池补充一部分能量。这是因为该过放保护电路的输入端通过蓄电池过放电母线与蓄电池组的输出电连接在一起，通过过放保护电路的1/n(n为蓄电池组中蓄电池的个数)电压变换，其输出连接在蓄电池的两端，对蓄电池有补充的作用，避免由于个别蓄电池容量不足而造成过放电，使个别蓄电池遭致损坏。
参见图3所示，本实用新型蓄电池保护器的过充保护电路，调节稳压管D0的基准电压V0，使当蓄电池未充满时，放大器OPAMP反相端的电压Vi低于该基准电压V0，输出为0，则其连接的场效应管截止，充电电流继续给该蓄电池进行充电；而当蓄电池充满时，蓄电池两端电压增大，使放大器OPAMP同相端的电压Vi高于该基准电压V0，则放大器输出为1，其连接的场效应管导通，从而将蓄电池的充电电流泄放掉，使蓄电池不会因过充电而受损，并使其它蓄电池可继续充电。
参见图4所示，为蓄电池保护器的蓄电池均放电母线为交流母线时的过放保护电路，由变压器T及二极管D1、D2组成的整流电路组成，其中变压器T的变换比为n∶1，这里n等于蓄电池组中蓄电池的个数。图5所示为该交流蓄电池均放电母线的形成示意图，蓄电池组输出的直流电压，经S1、S2、S3、S4组成的开关电路的变换，输出交流电压经交流蓄电池均放电母线连接到每个蓄电池保护器的过放保护电路的变压器输入端，经1/n电压变换及整流电路的整流，输出(1/n*蓄电池组输出)的直流电压到蓄电池的两端。使在蓄电池组的放电过程中，如果存在放电不均匀，可将容量不足的蓄电池补充一部分能量，避免个别蓄电池的过放电现象，保护蓄电池，并可使该蓄电池组达到最大容量应用。
利用交流蓄电池均放电母线成本低、实现简单，但是电磁干扰大。这里的蓄电池均放电母线还可为直流蓄电池均放电母线，过放保护电路采用DC/DC变换器，其输出端与蓄电池的两端并接，输入端均接直流蓄电池均放电母线，该直流蓄电池均放电母线则分别与蓄电池组输出的正负极连接。直流实现的蓄电池均放电母线电磁干扰小，相应的成本较高。
本实用新型实施例中的蓄电池状态监控电路由蓄电池状态监控器DS2437实现。它可以测量蓄电池的端电压、蓄电池过放电补充电流和过充电泄放电流以及蓄电池的工作温度等，其输出连接到数据传输母线，由远端的采集控制中心控制，将数据上传到监控中心，通过中心的监控系统，可以实时监视每节蓄电池的工作状态，打印出每天蓄电池的运行报表。还可以通过监视蓄电池充电时的温度状况，为控制充电电流提供参考。
总之，本实用新型具有结构简单易实现，安装在蓄电池组上可以延长蓄电池组的寿命，减少维护工作量，特别适应于无人值守站等场合。
权利要求1.一种蓄电池保护装置，其特征在于该蓄电池保护装置包括复数个蓄电池保护器及一对蓄电池均放电母线，该等蓄电池保护器为并联在每个蓄电池的正负极两端；每个蓄电池保护器包括过充保护电路和过放保护电路，其中，过充保护电路两端并联在蓄电池的正负极两端，过放保护电路的输出端亦并联在蓄电池的正负极两端，其输入端均与所述的蓄电池均放电母线连接，该蓄电池均放电母线分别电连接于蓄电池组输出的正负极端。
2.根据权利要求1所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的蓄电池保护装置还包括有一数据传输母线，所述的蓄电池保护器还包括有一蓄电池状态监控电路，该蓄电池状态监控电路至少包括一电压测量电路，其电压测量输入端并联在蓄电池的正负极两端，输出端均与所述的数据传输母线连接，并连接到一数据采集处理装置。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的蓄电池均放电母线为直流蓄电池均放电母线，所述的过放保护电路为直流/直流(DC/DC)变换器，该直流/直流变换器的输出端与蓄电池并联连接，其输入端均与该直流蓄电池均放电母线连接，该直流蓄电池均放电母线则连接于蓄电池组输出的正负端。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的蓄电池均放电母线为交流蓄电池均放电母线，所述的过放保护电路为交流/直流(AC/DC)变换电路，其交流输入通过变压器变换和二极管整流后的直流输出并接在蓄电池的正负极两端；上述蓄电池组的直流输出经一开关电路变换成交流后的输出连接一对交流蓄电池均放电母线，而该等交/直流变换电路的交流输入端均连接在该交流蓄电池均放电母线。
5.根据权利要求1所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的过充保护电路两端通过一电流传感器并联在蓄电池的正负极两端。
6.根据权利要求1所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的过放保护电路的输出端通过一电流传感器并联在蓄电池的正负极两端。
7.根据权利要求2所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的蓄电池状态监控电路还包括一电流测量电路，其电流测量输入端并联在上述的电流传感器的两端。
8.根据权利要求2或7所述的蓄电池保护装置，其特征在于所述的蓄电池状态监控电路为型号DS2437的蓄电池状态监控器。
专利摘要本实用新型公开了一种蓄电池保护装置,包括复数个蓄电池保护器、一对蓄电池均放电母线及数据传输母线,蓄电池保护器包括过充保护电路、过放保护电路和蓄电池状态监控电路。其中,过放保护电路的输入端均与蓄电池均放电母线连接,并分别电连接于蓄电池组输出的正负极端,蓄电池状态监控电路的输出端均与所述的数据传输母线连接,并连接到一数据采集处理装置。通过过充保护电路,将个别提前充满的蓄电池的充电电流从旁路泄放掉,通过过放保护电路可在蓄电池放电过程中,将容量不足的蓄电池补充一部分能量,通过蓄电池状态监控装置,可测量蓄电池组中各个蓄电池的工作状态,并将测得的各项参数通过数据传输母线传给中心监控系统。
文档编号H02H7/18GK2372816SQ99205260
公开日2000年4月5日 申请日期1999年4月5日 优先权日1999年4月5日
发明者温建怀 申请人:北京汇众实业总公司