一种适用于储能电池组的电流参数采集方法

文档序号:1887917 发布日期:2021-11-26 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 一种适用于储能电池组的电流参数采集方法 (Current parameter acquisition method suitable for energy storage battery pack ) 是由 王金宇 刘津义 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:一种适用于储能电池组的电流参数采集方法,属于蓄电池检测技术领域,本发明为解决现有技术无法精确测量蓄电池组的涓流充电电流的问题。它包括:放电激励单元的电子开关打开,储能元件放电,电流在连接条上产生压降;主控单元采集获取放电的电流值;连接条电压测量电路采集连接条两端的压降,主控单元根据放电的电流值和放电压降信息计算获取连接条的电阻;放电激励单元的电子开关关闭;在实时检测过程中,连接条电压测量电路实时采集连接条两端的实时压降,并将获取的实时压降信息输出至主控单元;主控单元根据实时压降信息和连接条的电阻,依据欧姆定律计算获取实时电流值。本发明用于对蓄电池组的涓流充电电流进行实时检测。(The invention discloses a current parameter acquisition method suitable for an energy storage battery pack, belongs to the technical field of storage battery detection, and aims to solve the problem that trickle charge current of a storage battery pack cannot be accurately measured in the prior art. It includes: the electronic switch of the discharge excitation unit is turned on, the energy storage element discharges, and the current generates voltage drop on the connecting bar; the main control unit acquires and acquires a discharging current value; the connecting bar voltage measuring circuit acquires voltage drops at two ends of the connecting bar, and the main control unit calculates and obtains the resistance of the connecting bar according to the discharging current value and the discharging voltage drop information; the electronic switch of the discharge excitation unit is closed; in the real-time detection process, the connecting bar voltage measuring circuit acquires real-time voltage drop at two ends of the connecting bar in real time and outputs the acquired real-time voltage drop information to the main control unit; and the main control unit calculates and obtains a real-time current value according to the real-time voltage drop information and the resistance of the connecting strip and the ohm law. The trickle charge current detection device is used for detecting the trickle charge current of the storage battery pack in real time.)

一种适用于储能电池组的电流参数采集方法

技术领域

本发明涉及一种适用于储能电池组的电流参数采集方法,属于蓄电池检测技术领域。

背景技术

随着大数据的发展,用于存储、处理数据的数据中心等用电场所越来越多,随之而来的问题就是,数据中心等场所在正式运行以后,对电力供应要求比较高,必须保障运行系统不断电。这就要求数据中心等场所具备配套的UPS(不间断电源)电力供应系统、柴发机组系统等备电保障系统。其中,UPS更是衔接市电和柴发机组的重要设备。

在UPS电力供应系统中,对电池的监测尤为重要,这就需要一套电池监测系统,而对电池监测系统来说,时刻监测电池组的电流状态,对于电池的日常维护尤为重要。传统的蓄电池组组电流监测,普遍采用的是霍尔型电流传感器,当前霍尔电流传感器的量程有限且最大分辨率通常只在200mA左右,而UPS蓄电池组的涓流充电电流通常就落在此范围内,所以通常情况无法精确测量蓄电池组的涓流充电电流。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术无法精确测量蓄电池组的涓流充电电流的问题,提供了一种适用于储能电池组的电流参数采集方法。

本发明所述一种适用于储能电池组的电流参数采集方法,它包括:

在安装调试期间,放电激励单元内的储能元件储存能量;

主控单元控制放电激励单元的电子开关打开,放电激励单元的储能元件放电,电流在连接条上产生压降;同时,主控单元采集获取放电的电流值;

主控单元控制连接条电压测量电路采集连接条两端的压降,并将获取的放电压降信息输出至主控单元;

主控单元根据放电的电流值和放电压降信息,依据欧姆定律计算获取连接条的电阻;

主控单元控制放电激励单元的电子开关关闭,放电激励单元的储能单元停止放电,储能元件储存能量;

在实时检测过程中,主控单元控制连接条电压测量电路实时采集连接条两端的实时压降,并将获取的实时压降信息输出至主控单元;

主控单元根据实时压降信息和连接条的电阻,依据欧姆定律计算获取实时电流值。

优选的,所述连接条安装在任意两节电池的连接处,用于对电池进行连接和导电。

优选的,所述连接条是能够任意更换的铜排或汇流排。

优选的,连接条两端分别安装两条连接线;

左端第一条连接线和右端第一条连接线连接放电激励单元形成放电回路;

左端第二条连接线和右端第二条连接线与连接条电压测量电路连接,对连接条两端的电压差进行测量,并将测量结果发送至主控单元。

优选的,放电激励单元采用电解电容C2作为储能单元,存储放电所需的能量;

采用熔断器FU1作为放电回路的保险;

采用电子开关HSM3107控制放电回路的通断;

采用电阻R10作为限流电阻,保障放电过程的最大电流不超过安全限制;

采用电阻RS1作为放电电流的采集电阻,通过差分方式进行采集。

优选的,所述放电激励单元对电池连接条放电的方式为:直流放电。

优选的,所述连接条电压测量电路采用可编程增益仪表放大器AD8231实现小电流的精确测量。

本发明的优点:本发明所述的一种适用于储能电池组的电流参数采集方法,首先通过放电激励单元进行放电,电池之间连接的连接条上会产生电流,连接条两端产生压降,采用连接条电压测量电路采集连接条两端的压降,主控单元根据电流和压降,依据欧姆定律获得连接条的电阻。然后在检测过程中,主控单元实时采集连接条两端的压降,再根据获得的连接条的电阻,依据欧姆定律,获得实时的电流值。由于连接条内阻是一个不随时间变化而变化的数值,所以能够实现全量程的精确测量。

附图说明

图1是本发明所述放电激励单元的电路结构示意图;

图2是本发明所述连接条电压测量电路的电路结构示意图;

图3是本发明所述主控单元采用的单片机STM8L051F3P6的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。

具体实施方式一:下面结合图1-图3说明本实施方式,本实施方式所述一种适用于储能电池组的电流参数采集方法,它包括:

在安装调试期间,放电激励单元内的储能元件储存能量;

主控单元控制放电激励单元的电子开关打开,放电激励单元的储能元件放电,电流在连接条上产生压降;同时,主控单元采集获取放电的电流值;

主控单元控制连接条电压测量电路采集连接条两端的压降,并将获取的放电压降信息输出至主控单元;

主控单元根据放电的电流值和放电压降信息,依据欧姆定律计算获取连接条的电阻;

主控单元控制放电激励单元的电子开关关闭,放电激励单元的储能单元停止放电,储能元件储存能量;

在实时检测过程中,主控单元控制连接条电压测量电路实时采集连接条两端的实时压降,并将获取的实时压降信息输出至主控单元;

主控单元根据实时压降信息和连接条的电阻,依据欧姆定律计算获取实时电流值。

进一步的,所述连接条安装在任意两节电池的连接处,用于对电池进行连接和导电。

再进一步的,所述连接条是能够任意更换的铜排或汇流排。

再进一步的,连接条两端分别安装两条连接线;

左端第一条连接线和右端第一条连接线连接放电激励单元形成放电回路;

左端第二条连接线和右端第二条连接线与连接条电压测量电路连接,对连接条两端的电压差进行测量,并将测量结果发送至主控单元。

具体实施方式二:下面结合图1说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,放电激励单元采用电解电容C2作为储能单元,存储放电所需的能量;

采用熔断器FU1作为放电回路的保险;

采用电子开关HSM3107控制放电回路的通断;

采用电阻R10作为限流电阻,保障放电过程的最大电流不超过安全限制;

采用电阻RS1作为放电电流的采集电阻,通过差分方式进行采集。

进一步的,所述放电激励单元对电池连接条放电的方式为:直流放电。

本实施方式中,如图2所示,放电激励单元包括电子开关HSM3107、电阻R1、R2、R4、R5、R8、R9、R10、R15、R17、RS1、熔断器FU1、电解电容C2、电容C4和三极管Q2;

电子开关HSM3107的1号管脚、2号管脚和3号管脚同时连接电阻R5的一端和熔断器FU1的一端,熔断器FU1的另一端同时连接电阻R1的一端、电解电容C2的正极和电阻R2的一端,电解电容的负极同时连接电阻R4的一端和数字地DGND,电阻R2的另一端和电阻R4的另一端同时连接直流电源Vc,电阻R1的另一端连接直流电源Vin,

电子开关HSM3107的4号管脚同时连接电阻R5的另一端和三极管Q2的集电极,三极管Q2的发射极同时连接电阻R9的一端、电容C4的一端和数字地DGND,电容C4的另一端为DGND2端口,三极管Q2的基极同时连接电阻R9的另一端和电阻R8的一端,电阻R8的另一端为T1接线端,连接单片机STM8L051F3P6的20号管脚,

电子开关HSM3107的5号管脚、6号管脚、7号管脚和8号管脚同时连接电阻R10的一端,电阻R10的另一端连接连接条电压测量电路的弯针插座J4的IN+2端口,

电阻RS1的一端同时连接电阻R15的一端和数字地DGND,电阻RS1的另一端同时连接电阻R17的一端和DGND2端口,电阻R15的另一端作为T3接线端,连接单片机STM8L051F3P6的12号管脚,电阻R17的另一端作为T4接线端,连接单片机STM8L051F3P6的13号管脚;

所述DGND2端口与连接条的右端第二条连接线连接;

所述IN+2端口与连接条的左端第二条连接线连接。

当T1处接收到单片机传来的开通电子开关的信号时,会驱使Q2三极管开通,进而促使M1完全开通,开始放电。

具体实施方式三:下面结合图2说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,所述连接条电压测量电路采用可编程增益仪表放大器AD8231实现小电流的精确测量。

4、本实施方式中,所述连接条电压测量电路包括可编程增益仪表放大器AD8231、电阻R11、R13、R14、R16、R20、R22、R21、R24、电容C6、C7、C8、C9、C11、C19、CON4插针J2、CON4插针J3和弯针插座J4;

可编程增益仪表放大器AD8231的2号管脚连接电阻R21的一端,同时连接电容C9的一端,同时连接电容C7的一端,电容C9的另一端连接数字地DGND,电阻R21的另一端连接DGND0端口;

可编程增益仪表放大器AD8231的3号管脚同时连接电阻R24的一端、电容C19的一端和电容C7的另一端,电阻R24的另一端连接弯针插座J4的IN+1端口,电容C19的另一端连接数字地DGND;

可编程增益仪表放大器AD8231的6号管脚同时连接电阻R22的一端和电容C8的一端,电容C8的另一端接数字地DGND,电阻R22的另一端连接可编程增益仪表放大器AD8231的10号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的7号管脚同时连接电阻R20的一端、电阻R16的一端和电容C6的一端,电阻R20的另一端连接数字地DGND,

可编程增益仪表放大器AD8231的8号管脚同时连接电阻R16的另一端和电容C6的另一端,

可编程增益仪表放大器AD8231的9号管脚接1.25V基准电压,

可编程增益仪表放大器AD8231的11号管脚同时连接C11的一端和数字地DGND,

可编程增益仪表放大器AD8231的12号管脚同时连接电容C11的另一端和3.3V直流电源,

可编程增益仪表放大器AD8231的13号管脚接数字地DGND,

可编程增益仪表放大器AD8231的14号管脚同时连接CON4插针J2的1号管脚和电阻R11的一端,

可编程增益仪表放大器AD8231的15号管脚同时连接CON4插针J2的2号管脚和电阻R13的一端,

可编程增益仪表放大器AD8231的16号管脚同时连接CON4插针J2的3号管脚和电阻R14的一端,

电阻R11的另一端、电阻R13的另一端和电阻R14的另一端同时连接数字地DGND,CON4插针J3的1号管脚、2号管脚、3号管脚和4号管脚同时接3.3V直流电源,

可编程增益仪表放大器AD8231的14号管脚连接单片机STM8L051F3P6的6号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的15号管脚连接单片机STM8L051F3P6的10号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的16号管脚连接单片机STM8L051F3P6的9号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的6号管脚作为T5接线端,连接单片机STM8L051F3P6的16号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的8号管脚作为T2接线端,连接单片机STM8L051F3P6的15号管脚,

可编程增益仪表放大器AD8231的10号管脚作为T6接线端,连接单片机STM8L051F3P6的17号管脚;

弯针插座J4的1号管脚为IN+2端口,3号管脚为IN+1端口,4号管脚为DGND2端口,6号管脚为DGND0端口;

所述DGND0端口与连接条的右端第一条连接线连接;

所述IN+1端口与连接条的左端第一条连接线连接。

所述弯针插座J4采用5569-2*3P实现。

本实施方式中,可编程增益仪表放大器AD8231能够实现小电流的精确测量,同时又能够兼顾对于大电流的量程要求。由于该放大器的放大倍数可编程,完全由单片机控制,当单片机检测到采样电压过小,则会提升该放大器的放大倍数,同理,当单片机采集到的电压过大,则会降低该放大器的放大倍数,使得单片机采样得到的电压始终处于合理的范围。

下面结合图1-图3说明本发明的工作原理,在蓄电池组中,电池之间通过连接条进行连接,在电流流过连接条的同时,会产生压降。首先主控单元输出电流,并控制放电激励单元进行放电。放电激励单元内部自带一个储能元件,其能量由电源补充,储能元件经保险管、电子开关、限流电阻、放电导线、连接条,回到装置内的电流采样电阻,再回到储能元件,因此,当电子开关打开时,经由上述回路,储能元件会在连接条上产生电流,同时会产生压降。此时,采用连接条电压测量电路采集连接条两端的压降,主控单元根据电流和压降,依据欧姆定律计算获得连接条的电阻。然后,主控单元实时采集连接条两端的压降,再根据获得的连接条的电阻,依据欧姆定律,获得实时的电流值。

在图3中,单片机采用STM8L051F3P6,J1为单片机的程序调试以及下载端口,D4和D5为状态指示灯。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明,但是应该理解的是,这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是,可以对示例性的实施例进行许多修改,并且可以设计出其他的布置,只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是,可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是,结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

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