一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统
专利汇可以提供一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 磷酸 铁 锂 电池 备电系统技术领域，且公开了一种动 力 梯次磷酸铁锂电池备电系统，通过整流模 块 将配电系统的交流电源转化为适合梯次磷酸铁锂电池系统充电的直流电，在正常情况下，供电系统为控制 信号 、动力设备或通信设备供电，同时给 蓄电池 充电；当市电交流电源停电后，直流供电系统可离网运行，使变电站依然处于可控状态。本发明通过模块化、高可靠性、高经济性的设计，可广泛应用于变电站直流系统和通信基站备电系统中，同时可应用于低速 电动车 ，叉车，电动工具，小型电器、移动电源和军事等领域。，下面是一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统专利的具体信息内容。
1.一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，包括梯次锂电池组、梯次锂电池控制系统、整流器，快速切换装置等，其特征在于：所述梯次锂电池控制系统与梯次锂电池组连接，所述梯次锂电池控制系统分别于与快速切换装置、整流器连接，所述整流器与交流母线连接，所述快速切换装置分别于与直流母线、整流器连接；所述梯次锂电池控制系统包括主控BMS模块、副控BMS模块、从控BMS模块以及PCS模块，所述PCS模块与梯次锂电池组连接，所述主控BMS模块与副控BMS模块连接，所述副控BMS模块与从控BMS模块连接，所述从控BMS模块与梯次锂电池组连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，其特征在于：包括有主控、副控、从控BMS模块的架构；
（1）具有系统自检功能；
（2）具有过充电、过放电、过电压、过温、过流保护告警功能；
（3）具有高压动力母线预充电功能；
（4）具有电池系统电压、电流、进口及出口温度、电芯电压、电芯温度等测量功能；
（5）具有电池系统SOC精确估算功能；
（6）具有电芯均衡功能；
（7）具有电池系统热管理功能，使电池工作在适当的温度范围内，降低各个电池模块之间的温差；
（8）具有高压电管理功能，三簇电池分别具有独立的高压继电器，实现独立切断充放电回路控制；
（9）具有与直流屏上监控器通讯功能；
（10）能实现电池组的上电、充电、放电、断电控制以及蓄电池组冷热环境的控制。
3.根据权利要求1和2所述的一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，采用两套梯次磷酸铁锂电池供电系统，每套系统由4组整流器组成，其中两个整流器直接将直流电反馈至馈线屏，另外两个整流器将电能输至磷酸铁锂电池组；
步骤2，采用快速切换开关，分为正常充电，恒压限流模式充电运行，控制切断，放电运行等运行模式；
步骤3，采用两套不同于直接给馈电母线供电的整流模块，在站用电供电正常的情况下，供电和充电系统分开；
步骤4，采用配置分段的馈电母线，正常情况下，分段母线可分闸工作，只有在应急的情况下可闭闸工作；
步骤5，采用针对梯次磷酸铁锂电池组充放电策略，电池组充电方式为间歇式充电方式；
步骤6，采用梯次磷酸铁锂电池组模块化设计，利用基本单元进行串并连接组成标准产品，同时通过复制基本单元形成各类产品可应用于不同场景。
4.根据权利要求1所述的一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，其特征在于：所述整流器、梯次锂电池组、保护断路器、快速切换装置等均采用高压电线连接，且多个整流器均采用并联连接，多个所述整流器均配备有控制开关。
5.根据权利要求1所述的一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，其特征在于：所述从控与副控采用并联连接，多个所述从控均配备单独控制开关。
6.根据权利要求1所述的一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统，其特征在于：所述蓄电池组充电限制电压其最大压力范围为95%SOC。
一种动力梯次磷酸铁锂电池备电系统
技术领域
背景技术
发明内容
（2）具有过充电、过放电、过电压、过温、过流保护告警功能；
（3）具有高压动力母线预充电功能；
（4）具有电池系统电压、电流、进口及出口温度、电芯电压、电芯温度等测量功能；
（5）具有电池系统SOC精确估算功能；
（6）具有电芯均衡功能；
（7）具有电池系统热管理功能，使电池工作在适当的温度范围内，降低各个电池模块之间的温差；
（8）具有高压电管理功能，三簇电池分别具有独立的高压继电器，实现独立切断充放电回路控制；
（9）具有与直流屏上监控器通讯功能。
步骤2，采用快速切换开关，分为正常充电，恒压限流模式充电运行，控制切断，放电运行等运行模式；
步骤3，采用两套不同于直接给馈电母线供电的整流模块，在站用电供电正常的情况下，供电和充电系统分开；
步骤4，采用配置分段的馈电母线，正常情况下，分段母线可分闸工作，只有在应急的情况下可闭闸工作；
步骤5，采用针对梯次磷酸铁锂电池组充放电策略，电池组充电方式为间歇式充电方式；
步骤6，采用梯次磷酸铁锂电池组模块化设计，利用基本单元进行串并连接组成标准产品，同时可通过复制基本单元形成各类产品可应用于不同场景。
图3为动力梯次磷酸铁锂电池组充放电策略示意图。
具体实施方式
快速切换开关：正常充电时，为锂电池充电的两个整流模块整流出磷酸铁锂电池充电所需的恒定电压，以恒压限流模式充电运行，当磷酸铁锂电池充电至某一恒定的电压时，可使用控制系统切断磷酸铁锂的充电，磷酸铁锂电池处于静置状态，避免了磷酸铁锂电池不能长期浮充的缺陷；
配电优化：当变电站站用交流电失电时，磷酸铁锂电池的快速切换开关投入使用，由磷酸铁锂电池为馈屛母线提供电能支撑，保障动力和控制电源的可靠供电；磷酸铁锂电池的充电使用两套不同于直接给馈电母线供电的整流模块，在站用电供电正常的情况下，供电和充电系统分开，使得磷酸铁锂电池得到很好的保护，馈电母线和供电母线的双整流模块配置，满足“1+1”的备用原则；
可靠供电：系统配置分段的馈电母线，正常情况下，分段母线可分闸工作，只有在应急的情况下可闭闸工作，这样整个直流供电系统相当于具备4个电源输入，2个交流直接转换直流，2个磷酸铁锂储能电池转直流供电，进一步增强了系统的供电可靠性和连续性。
三块36串的从控BMS，分别连接到每个支路的副控BMS；副控BMS负责控制每个支路的预充，继电器的开闭；主控BMS负责收集副控BMS的数据与EMS通信，不负责控制，同时需要配置三个小功率的继电器，三个小功率的预充电阻，每个支路电压，电流都可以精确控制；
将标称电压3.2V/110Ah的单体电池以其他串数串联，得到不同电压等级的标称电压，主控、副控、从控BMS的架构无需改变，此种标准模块化产品可随意组合，所述从控与副控采用并联连接，多个所述从控均配备单独控制开关。
（2）恒压-限流充电阶段（T2）：此阶段中最大充电电流限值在允许充电电流之内，当电池最高电压等于设置值后，充电电流自动减小，当充电电流下降到规定值后停止充电；
（3）电池组开路静置阶段（T3）：电池组完成整个恒流-限压、恒压-限流充电过程后，电池组由BMS控制进入充电回路开路静置状态，如下图所示，随时监测电源系统直流输出端电压，确保放电回路连通，若交流电停电，BMS应能控制电池组无延迟进入放电状态；
（4）间歇式补充电阶段（T4）：电池组充电回路处于开路静置状态，直至容量减少到电池组充电限值电压初始容量的95%SOC时，由BMS控制电池组重新进入补充电状态，蓄电池组充电限制电压其最大压力范围为95%SOC,补充电方式也经历恒流-限压和恒压-限流两个阶段；
（5）电池组放电阶段（T5）：电池组根据负载情况提供能量，当电池最低电压或电池组电压达到终止电压时，停止放电。
工艺流程通常在退役动力电池基础上直接改造，不拆解电池包，以一辆整车的电池为标准电池簇，构建基本蓄电池单元，尽量利用原有BMS进行集成，有利于电池组梯次利用的简单模块化，在购入成本、基建成本、运营维护成本及废弃回收成本的等方面的费用更低。
相比于传统广泛使用在变电站直流系统中的铅酸电池，梯次磷酸铁锂电池直流系统在经济性方面具有较高的优势。
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