專利名稱：采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的ups電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的UPS電源，采用磷酸鐵鋰電池作為儲能電池，輸出波形為純正弦波，可供應感性和容性負載使用。此外，還是一種帶有均衡充電功能的UPS電源。
背景技術：
UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓、恒頻的不間斷電源。 隨著信息化社會的來臨，UPS廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環(huán)節(jié)，其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。而蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它的優(yōu)劣直接關系到整個UPS系統(tǒng)的可靠程度。而現(xiàn)有市場上絕大部分UPS 電源的蓄電池是以鉛酸電池為主，有開放型液體鉛酸電池以及閥控式密封鉛酸蓄電池(免維護電池)。鉛酸蓄電池因其優(yōu)越的耐過充能力、良好的安全性、較低的價格和可以接受的浮充使用壽命，可以作為電源電池的首選，不過鉛酸電池也有其固有的缺點，如從電池原材料到成品電池制造、廢電池處理這些過程中都對環(huán)境有重大的污染，電池重量比能量、體積比能量較低；以及倍率放電能力不足，電性能受環(huán)境溫度影響較大等。因此，開發(fā)研制一種既能具有鉛酸電池優(yōu)勢，又能克服其弊端的替代品是業(yè)內(nèi)亟待解決的技術問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種采用磷酸鐵鋰電池作為儲能電池，帶有均衡充電功能的UPS電源。本實用新型的技術方案為一種采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的UPS電源，包括UPS電源殼體，位于殼體內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換控制板以及磷酸鐵鋰電池組，所述的電壓轉(zhuǎn)換控制模塊包括濾波器、穩(wěn)壓器、逆變器，其中，交流電通過一級濾波器濾波、穩(wěn)壓器輸出后，再通過二級濾波器濾波與負載相接，磷酸鐵鋰電池組通過充電器與一級濾波器相接進行充電，并通過逆變器與穩(wěn)壓器輸出端相接；所述的磷酸鐵鋰電池組包括保護板以及單體電池和均衡模塊。優(yōu)選的是所述的負載為感性負載或者容性負載。優(yōu)選的是所述的單體電池串聯(lián)后并聯(lián)，每個并聯(lián)單體電池設置有一個均衡模塊。優(yōu)選的是所述的保護板包括單體過充、過放保護模塊，過流保護模塊，短路保護模塊、溫度保護模塊。本實用新型的有益效果為本實用新型采用磷酸鐵鋰電池為儲能電池，為綠色環(huán)保的材料，不存在對環(huán)境的污染問題；可持續(xù)大電流放電，尤其是在滿負載的情況下，完全能夠滿足大電流沖擊的要求；重量輕，磷酸鐵鋰電池的重量約為鉛酸電池的1/3，可很方便的移動；安全性可靠，磷酸鐵鋰電池一來本身就具有耐高壓、高溫的特性，再加上均衡模塊的充電均衡功能及保護板的單體保護功能，使得儲能電池能始終處于一個安全的電壓平臺上。所述的UPS電源有500VA、1000VA和2000VA三種型號。
圖1為本實用新型的工作示意圖圖2為本實用新型磷酸鐵鋰電池組的原理框圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
如圖1所示，描述本發(fā)明的實施方式。一種采用磷酸鐵鋰電池作為儲能電池，帶有均衡充電功能的UPS電源，輸出波形為純正弦波，與感性或容性負載相接。當市電正常時，市電電源經(jīng)濾波器濾除高頻諧波雜訊后，一路由充電器件對電池組充電，保持電池于滿電位，另一路經(jīng)UPS穩(wěn)壓器，再經(jīng)濾波器送至用戶使用；當市電出現(xiàn)異常或斷電時，由電池迅速供電給逆變器，再經(jīng)濾波器持續(xù)送至用戶設備使用，保證供電連續(xù)性。如圖2所示，以1000VA的UPS電源為例，描述本發(fā)明磷酸鐵鋰電池組的實施方式。UPS電源主要包括殼體、位于殼體內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換控制板以及磷酸鐵鋰電池組、保護板、均衡模塊等部分1、磷酸鐵鋰電池組本UPS電源采用磷酸鐵鋰的鋰離子電池作為儲能單元，儲能電池共有16節(jié)單體 IOAh圓柱電池組成，4并4串，形成一組12V40AH電池組。2、保護板保護板功能主要包括單體過充、單體過放保護及整組過流及短路保護等。常用功能如下a、單體過充保護。電池組在充電過程中，任意一節(jié)電池達到3. 90V時，保護板啟動，停止對整組電池的充電。使得高電壓電池不再持續(xù)升壓。同時報警燈與報警警報同時啟動。b、單體過放保護。電池組在放電過程中，任意一節(jié)電池達到2. IOV時，保護板啟動，停止對整組電池的放電，同時報警燈與報警警報同時啟動。C、持續(xù)工作電流80A。保護板能夠承受80A電流的持續(xù)放電。d、過流保護值160A。儲能電池組在放電時，因線路異常導致電流突然增大，當電流達到160A時，保護板啟動，停止對整組電池的放電。e、短路保護。儲能電池組在使用時，如果正負極出現(xiàn)短路，保護板啟動，關閉輸出， 保護電池組不受損壞。f、溫度保護(可選)。當電池組在充放電過程中，電池溫度達到65°C時，保護板啟動，電池組停止工作。如客戶對保護板有特殊要求，我們將根據(jù)客戶的要求定制保護板。3、均衡模塊充電均衡方案采用模塊均衡來實現(xiàn)，每一個電池都帶有一個均衡模塊。該種方式主要是根據(jù)單體電壓超出設定值來進行均衡的。它可以使電池組的單體電壓在充電結(jié)束時達到同一個電壓平臺。[0029]均衡模塊開啟電壓3. 60V均衡電流170mAUPS電源在接通交流電后，自動對儲能電池充電。當單體電池電壓達到3. 6V時，該電池對應的均衡模塊開啟，并已170mA的電流對該電池放電，抑制該節(jié)電池的電壓快速上升。在對單體電池進行小電流放電均衡的過程中，不影響對其他電池的充電。到最后就能使所有的單體電池都處于同一個電壓平臺。4、電壓轉(zhuǎn)換控制板a、電壓逆變電網(wǎng)停電時，電池開始逆變成AC220V為負載提供不間斷電力，電網(wǎng)送電時設備停止逆變，同時自動切換至電網(wǎng)。b、三段式充電即先恒流(4A)充電，再恒壓(14. 6V)充電，最后浮充(14. 6V)充電 (浮充電池充滿電后，自動變?yōu)樾‰娏鞒潆?。C、保護功能(1)欠壓保護(保護使用電池的壽命)當使用電池整組電壓降到10. 5V時，蜂鳴器報警，自動停機。(2)過壓保護當檢測到電池組整組電壓達到15. 6V時，過壓系統(tǒng)自動關閉主回路。(3)過載保護當檢測到負載功率大于額定功率的5%時，過載延時保護自動停機。(4)過熱保護當檢測到電池溫度超過65°C，系統(tǒng)立即關機。(5)內(nèi)置保險絲，可保證內(nèi)部出現(xiàn)異常導致電流突然增大時迅速切斷主回路，有效保護內(nèi)部元器件及電池不受損壞。(6)工作指示燈及報警的控制。主控板根據(jù)電池的電壓情況，判斷電池的工作狀態(tài)，并準確指示。(7)防漏電功能當UPS與市電斷開，并且自身開關關閉的情況下，控制板消耗電流小于1mA。
權利要求1.一種采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的UPS電源，包括UPS電源殼體，位于殼體內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換控制板以及磷酸鐵鋰電池組，其特征在于所述的電壓轉(zhuǎn)換控制模塊包括濾波器、穩(wěn)壓器、逆變器，其中，交流電通過一級濾波器濾波、穩(wěn)壓器，再通過二級濾波器濾波與負載相接，磷酸鐵鋰電池組通過充電器與一級濾波器相接，并通過逆變器與穩(wěn)壓器輸出端相接；所述的磷酸鐵鋰電池組包括保護板以及與保護板相接的單體電池和均衡模塊。
2.如權利要求1所述的采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的UPS電源，其特征在于所述的負載為感性負載或者容性負載。
3.如權利要求1所述的采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的UPS電源，其特征在于所述的單體電池串聯(lián)后并聯(lián)，每個并聯(lián)單體電池設置有一個均衡模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種采用磷酸鐵鋰電池并帶有均衡充電功能的UPS電源，包括UPS電源殼體，位于殼體內(nèi)部的電壓轉(zhuǎn)換控制板以及磷酸鐵鋰電池組，電壓轉(zhuǎn)換控制模塊包括濾波器、穩(wěn)壓器、逆變器，其中，交流電通過一級濾波器濾波、穩(wěn)壓器輸出后，再通過二級濾波器濾波與負載相接，磷酸鐵鋰電池組通過充電器與一級濾波器相接進行充電，并通過逆變器與穩(wěn)壓器輸出端相接；磷酸鐵鋰電池組包括保護板以及單體電池和均衡模塊。無污染；可持續(xù)大電流放電，完全能夠滿足大電流沖擊的要求；重量輕，可很方便的移動；安全性可靠，磷酸鐵鋰電池具有耐高壓、高溫的特性，均衡模塊的充電均衡功能及保護板的單體保護功能，使得儲能電池能始終處于一個安全的電壓平臺上。
文檔編號H02J7/00GK201994687SQ201020555390
公開日2011年9月28日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權日2010年10月11日
發(fā)明者王波 申請人:海霸能源有限公司