专利名称：嵌入式能流控制器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种自动控制系统，具体说本发明是一种用于大容量电池组上的嵌入式能流控制器。
背景技术：
目前，在新能源技术领域主要有利用风能的风能发电系统和利用太阳能的太阳能发电系统(详见附图6)。上述系统的能量来源都具有周期性和间歇性特点，而负载(用户) 要求能量供应是连续不间断的，这要求上述系统必须配备能量储存系统-蓄电池组。在上述发电系统的发电高峰期把多余的电能存入蓄电池组中，在间歇或间断期利用存入蓄电池组内的能量满足负载(用户)的连续用电需求。风能发电系统或太阳发电系统配套的蓄电池组的储能量在理想的状态下要求容量越大越好。结合国家新能源电动车辆的发展战略， 伴随纯电动车辆不断增加，替换下来的车载电池组数量会迅速增加。一般情况下，当车载电池组的储能量衰减到正常状态下储能量的50%时，电池组已经不能满足车辆的正常续驶里程要求需要更换，从而产生大量替换下来的电池组，如何利用这类电池组也是国家急需解决的问题；如果能够解决不同种类、不同容量的电池组的合并使用问题，就可把电动车辆上替换下来的电池组直接用于太阳能发电系统或风能发电系统的储能电池组中，从而满足风能发电系统或太阳发电系统配套的蓄电池组容量无限扩充的需要，也解决了电动车辆上替换下来的电池组的再利用问题。不同种类的电池或同种不同使用期限的电池它们的内阻差异很大，即使电池组的额定电压相同、电压升限相同也不能直接并联使用，因为内阻小的在充/放电时电流偏大， 容易出现过充、过放现象，造成电池损坏。实现不同种类的电池组或同种不同使用期限的电池组的并联使用需要满足下列条件要求1、电压等级相同电池组的额定电压相同，电池组的电压动态范围接近。按民用电压标准计· AC220交流电一次整流电压为DC311V，直接耦合式变频系统配套的电池组的额定电压应符合这一电压标准DC31IV。· AC380交流电一次整流电压为DC537V，直接耦合式变频系统配套的电池组的额定电压应符合这一电压标准DC537V。2、电池单体电压控制 电池正常使用条件是单体电池电压在一定范围内使用，超过电池电压上限时电池会出现过充及损坏现象、低于电池电压下限时电池会出现过放及损坏现象。 维持电池组正常使用要保障电池组内的每节电池电压都处于正常电压范围内使用。当充电电压高于电池单体限压上限时关断充电回路、当电池电压低于电池下限电压时关断放电回路。3、放电电流最大值控制
电池的放电电流的极限是由电池的特性和电池的容量来确定的，每种电池都有最大的放电电流的限制，如果电池的输出电流大于允许的最大值会造成电池损坏，影响电池使用寿命，严重时电池会出现燃烧、爆炸等现象。 在电池安全使用的条件范围内，当电池的放电电流达到限量值时应对输出回路进行控制，使输出电流不超过最大限量；此时电池输出电流不受负载增加影响，处于恒流输出状态。这种控制结构可保障每个电池组可同时向直流母线电网供电又不会出现单组过放现象。4、充电电流极限控制 电池的充电电流的极限也是由电池的特性和电池的容量来确定的，每种电池都有最大的充电电流限制，如果电池的充电电流大于允许的最大值会造成电池损坏，影响电池使用寿命，严重时电池也会出现燃烧、爆炸等现象。 在电池安全使用的条件范围内，当电池充放电电流达到限量值时应对输入回路进行控制，使输入的电流不超过最大限量；此时电池输入电流不受母线电压上升影响，处于衡定电流的充电状态。这种控制结构可保障每个电池组不会因母线电网电压提升回馈的充电电流过大造成电池单体损坏。5、电池使用温度环境控制常见电池的物理结构特性和电池的化学特性要求电池或电池组应在一定的温度范围内使用，要求电池组应该配套恒温控制结构。
发明内容
为解决上述问题，满足上述需要，本发明提供一种新能源发电系统大容量电池组用的嵌入式能流控制器。本发明嵌入式能流控制器，包括电源端子、电压传感器、电流传感器和主控制器， 其中所述电源端子分为电池正负端子和接入正负端子，在电池负端子和接入负端子之间依次串有充电回路控制执行器、放电回路控制执行器和电流传感器，在电池正端子和电池负端子之间并联有的第二电压传感器，在接入正端子和接入负端子之间并联有第一电压传感器，充电回路控制执行器、放电回路控制执行器、电流传感器、第一电压传感器和第二电压传感器连接主控制器，主控制器还连接电池电压巡检器，电池电压巡检器设有直接连接电池的端口。所述嵌入式能流控制器还设有和低压供电电源，电压供电电源分别连接第一电压传感器、第二电压传感器、主控制器和温度控制器。所述充电回路控制执行器包括第一大功率场效应管和第一大功率二极管，两者同极性并联。所述放电回路控制执行器包括第二大功率场效应管和第二大功率二极管，两者同极性并联。所述第二大功率场效应管和第一大功率二极管组成放电回路。所述第一大功率场效应管和第二大功率二极管组成充电回路。所述主控制器中的程序具有如下1)产生巡检控制信号，来完成对所有传感器和执行器的状态检测，按预先设定的控制程序来完成发明内容所要求的功能。2)产生斩波控制信号，来完成对充电回路控制执行器和放电回路控制执行器的驱动量的控制。3)通过对第一电压传感器和第二电压传感器电压对比来确定充/放电的控制模式，当第一电压传感器的检测电压值高于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路开通，同时关断放电回路；当第一电压传感器的检测电压值低于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路关断，同时开通放电控制回路。 4)通过电流传感器传送到主控制器的电流信号来确定充电电流状态或放电电流状态，当充电电流达到最大限量值时系统转入恒流充电模式；当放电电流达到最大限量值时系统转入衡定电流的放电模式，保障电池组不现过流现象。5)通过对单体电池电压信号检测来确定充/放电控制回执行器的通/断，当电池组中任何单体电池的电压超过电池电压上限时关断充电回路；当电池组中任何单体电池的电压低于电池电压下限时关断放电回路。所述接入正负端子和电池正负端子各设有一个开关。所述充电回路控制执行器和放电回路控制执行器设有散热器片。所述嵌入式能流控制器中设有温度控制器，温度控制器连接到主控制器和温度控制器接口，温度控制器接口可以外连接安装在电池组上的温度传感器和恒温控制装置。所述嵌入式能流控制器的体积为289\190父60111111，耐压00^-160(^可调整，放电电流DC0A-500A可调整，充电电流DC0A-300A可调整，可直接配装在电池组上。本发明从社会需要出发，结合实际电路结构要求设计一种满足上述功能要求的电器设备-嵌入式能流控制器；这种设备体积很小，只有289X190X60(mm)；耐压 DC0V-1600V可调整、具有单体电池电压检测功能(可测定电池组中每节电池的电压)、放电电流DC0A-500A可调整、充电电流DC0A-300A可调整、有温度控制器和温度控制器接口(输出接口为开关接口，可直接控制内置或外配的恒温控制设备)、可直接配装在电池组上；安装有嵌入式能流控制器的电池组在相同额定电压下，可直接并联使用。如图5所示，每个电池组经嵌入式能流控制器可直接并入直流母线上，当直流母线电压下降到低于电池组的输出电压时，每个电池组都处于放电状态；达到放电电流限量的电池组会自动进入衡流输出状态；当电池组中单体电池的放电电压低于最低限量时，嵌入式能流控制器会自动关断所控制的电池组的输出回路，该电池组不在向外输出能量。反之，当母线电压上升超过电池组输出电压时，电池组会进入充电状态；当充电电流达到充电电流限量时，该电池组会自动进入恒流充电状态；当单体电池电压上升到电池电压上限时，嵌入式能流控制器会自动关闭该电池组的输入回路，该电池组停止充电。
图1是本发明嵌入式能流控制器的基本组成框图；图2是嵌入式能流控制器的充电回路控制执行器和放电回路控制执行器的连接电路图；图3是放电控制回路的构成电路图；图4是充电控制回路的构成电路图5是采用本发明嵌入式能流控制器的电池组的框图；图6是本发明嵌入式能流控制器的新能源发电系统的基本组成图
具体实施例方式本发明嵌入式能流控制器的基本框图见图1，图中的基本电路功能如下本发明嵌入式能流控制器，包括电源端子、电压传感器、电流传感器和主控制器， 其中所述电源端子分为电池正负端子和接入正负端子，在电池负端子和接入负端子之间依次串有充电回路控制执行器、放电回路控制执行器和电流传感器，在电池正端子和电池负端子之间并联有的第二电压传感器，在接入正端子和接入负端子之间并联有第一电压传感器，充电回路控制执行器、放电回路控制执行器、电流传感器、第一电压传感器和第二电压传感器连接主控制器，主控制器还连接电池电压巡检器，电池电压巡检器设有直接连接电池的端口，可以连接到电池组中的每一个电池上，以检测每个电池的状态。嵌入式能流控制器还设有和低压供电电源，电压供电电源分别连接第一电压传感器、第二电压传感器、主控制器和温度控制器。充电回路控制执行器包括第一大功率场效应管IGBTl和第一大功率二极管D1，两者同极性并联(见图2)。放电回路控制执行器包括第二大功率场效应管IGBT2和第二大功率二极管D2，两者同极性并联(见图2)。第二大功率场效应管IGBT2和第一大功率二极管Dl组成放电回路(见图3)。第一大功率场效应管IGBTl和第二大功率二极管D2组成充电回路(见图4)。接入正负端子和电池正负端子各设有一个开关1(1、1(2、1(3、1(4(见图1)。充电回路控制执行器和放电回路控制执行器设有散热器片。嵌入式能流控制器中设有温度控制器，温度控制器连接到主控制器和温度控制器接口，温度控制器接口可以外连接安装在电池组上的温度传感器和恒温控制装置，通常是冷却风机，保证电池组工作温度不致过高；但在气温很低的地方，恒温控制装置选用加热器，以保证电池组的较佳充放电温度。嵌入式能流控制器的体积为289X190X60mm，耐压DC0V-1600V可调整，放电电流 DC0A-500A可调整，充电电流DC0A-300A可调整，可直接配装在电池组上。安装有嵌入式能流控制器的电池组在相同额定电压下，可直接并联使用，每个电池组经嵌入式能流控制器可直接并入直流母线上(见图5)。本发明嵌入式能流控制器具有以下功能1、本发明是通过对电池组负极回路加装电子调控结构来实现发明内容所述功能的，正极采用直连方式与直流母线连接。2、接入正负端子和电池正负端子所设有开关Kl、K4、K2、K3，在电池组不用时或维护电池组时切断相关的电器回路。3、图中保险用于在电子控制回路失效状态下切断直流母线与电池组之间的连接。4、嵌入式能流控制器的低压供电电源是直流12V，配有直流24V输入接接口，不用时切断供电电源系统会自动切断输入、输出回路。5、电池电压巡检设备可以对电池组中的每节电池电压状态监测、比对，并向主控制器传送单体电池最高电压值和单体电池的最低电压值。6、电流传感器用于检测通过电池组的主回路中的电流大小和方向，为主控制器提供极限电流控制的反馈信号。7、第一电压传感器和第二电压传感器用于检测嵌入式能流控制器的输入和输出接口的电压，主控制器通过对输入接口的电压和输出接口的电压进行比对来控制放电模式与充电模式的转换。8、充电回路控制执行器和放电回路控制执行器同时串接在电池组的负极输出回路上，如附图-4所示。当充电回路控制执行器和放电回路控制执行器同时关断时，电池组对外输入、输出回路同时断开；当其中充电回路控制执行器或放电回路控制执行器中有一个开通时，不受另一个回路状态控制。如图3为放电控制回路的构成电路图、图4为充电控制回路的构成电路图。各执行器的通过电流能力可根据电池容量要求配置相应的功率模块 (IGBT)来满足结构需要。9、主控制器是嵌入式能流控制器的核心部件，主要完成下、述功能 产生巡检控制信号，来完成对所有传感器和执行器的状态检测，按预先设定的控制程序来完成发明内容所要求的功能。 产生斩波控制信号，来完成对充电回路控制执行器和放电回路控制执行器的驱动量的控制。 通过对第一电压传感器和第二电压传感器电压对比来确定充/放电的控制模式，当第一电压传感器的检测电压值高于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路开通，同时关断放电回路；当第一电压传感器的检测电压值低于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路关断，同时开通放电控制回路。 通过电流传感器传送到主控制器的电流信号来确定充电电流状态或放电电流状态，当充电电流达到最大限量值时系统转入恒流充电模式；当放电电流达到最大限量值时系统转入衡定电流的放电模式，保障电池组不现过流现象。 通过对单体电池电压信号检测来确定充/放电控制回执行器的通/断，当电池组中任何单体电池的电压超过电池电压上限时关断充电回路；当电池组中任何单体电池的电压低于电池电压下限时关断放电回路。10、散热器由铝制的散热体和冷却风机组成，用于对充电回路控制执行器和放电回路控制执行器中的功率器件散热。11、温度控制器是独立的功能控制电路，通过分布在电池组内和嵌入式能流控制器内电温度控制器来检测设备的温度状态，按预先设定的温度范围要求来控制冷却器和加热器的工作状态，保障系统处于合理的温度范围内。
权利要求
1.一种嵌入式能流控制器，包括电源端子、电压传感器、电流传感器和主控制器，其特征在于所述电源端子分为电池正负端子和接入正负端子，在电池负端子和接入负端子之间依次串有充电回路控制执行器、放电回路控制执行器和电流传感器，在电池正端子和电池负端子之间并联有的第二电压传感器，在接入正端子和接入负端子之间并联有第一电压传感器，充电回路控制执行器、放电回路控制执行器、电流传感器、第一电压传感器和第二电压传感器连接主控制器，主控制器还连接电池电压巡检器，电池电压巡检器设有直接连接电池的端口。
2.根据权利要求1所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述嵌入式能流控制器还设有和低压供电电源，电压供电电源分别连接第一电压传感器、第二电压传感器、主控制器和温度控制器。
3.根据权利要求2所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述充电回路控制执行器包括第一大功率场效应管和第一大功率二极管，两者同极性并联。
4.根据权利要求3所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述放电回路控制执行器包括第二大功率场效应管和第二大功率二极管，两者同极性并联。
5.根据权利要求4所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述第二大功率场效应管和第一大功率二极管组成放电回路，所述第一大功率场效应管和第二大功率二极管组成充电回路。
6.根据权利要求5所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述主控制器中的程序具有如下1)产生巡检控制信号，来完成对所有传感器和执行器的状态检测，按预先设定的控制程序来完成发明内容所要求的功能。2)产生斩波控制信号，来完成对充电回路控制执行器和放电回路控制执行器的驱动量的控制。3)通过对第一电压传感器和第二电压传感器电压对比来确定充/放电的控制模式，当第一电压传感器的检测电压值高于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路开通， 同时关断放电回路；当第一电压传感器的检测电压值低于第二电压传感器的检测电压值时，充电控制回路关断，同时开通放电控制回路。4)通过电流传感器传送到主控制器的电流信号来确定充电电流状态或放电电流状态， 当充电电流达到最大限量值时系统转入恒流充电模式；当放电电流达到最大限量值时系统转入衡定电流的放电模式，保障电池组不现过流现象。5)通过对单体电池电压信号检测来确定充/放电控制回执行器的通/断，当电池组中任何单体电池的电压超过电池电压上限时关断充电回路；当电池组中任何单体电池的电压低于电池电压下限时关断放电回路。
7.根据权利要求6所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述接入正负端子和电池正负端子各设有一个开关。
8.根据权利要求7所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述充电回路控制执行器和放电回路控制执行器设有散热器片。
9.根据权利要求8所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述嵌入式能流控制器中设有温度控制器，温度控制器连接到主控制器和温度控制器接口，温度控制器接口可以外连接安装在电池组上的温度传感器和恒温控制装置。
10.根据权利要求9所述的嵌入式能流控制器，其特征在于所述嵌入式能流控制器的体积为289 X 190 X 60mm,耐压DC0V-1600V可调整，放电电流DC0A-500A可调整，充电电流 DC0A-300A 可调整。
全文摘要
一种嵌入式能流控制器，包括电源端子、电压传感器、电流传感器和主控制器，电源端子分为电池正负端子和接入正负端子，在负极线上串有充电回路控制执行器、放电回路控制执行器和电流传感器，在正负极线间并联有的第二电压传感器和第一电压传感器，各电路均连接主控制器，主控制器还连接电池电压巡检器。这种设备体积很小，只有289×190×60(mm)；耐压DC0V-1600V可调整、具有单体电池电压检测功能、放电电流DC0A-500A可调整、充电电流DC0A-300A可调整、有温度检测及控制执行功能输出接口、可直接配装在电池组上；安装有嵌入式能流控制器的电池组在相同电压下，可直接并联使用，能最大限度使用各电池组。
文档编号H01M10/50GK102270774SQ20101053475
公开日2011年12月7日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者吴宁宁, 毛永志, 王瑞军, 王雅和, 罗红旭, 蔡春华 申请人:中信国安盟固利动力科技有限公司