本實用新型涉及電池保護技術領域，尤其是一種儲能電池組充放電控制及檢測裝置。

背景技術：

目前，儲能電池組的充放電控制電路一般直接采用一個繼電器控制充電回路和放電回路，使得單向大功率繼電器在頻繁的雙向大電流切換下使用壽命降低很多。部分充放電控制電路采用獨立的充電繼電器和放電繼電器，但僅對放電繼電器進行了預充電保護，對充電繼電器的大電流通斷切換的保護不夠完善。此外，為更好的保護控制設備，需實現對所有繼電器開關狀態的檢測，當前的檢測方式需對每一個繼電器進行單獨的狀態檢測，且無法與系統的電壓檢測等功能相結合，整個系統的電路實現較復雜。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種能夠對儲能電池組進行有效的充放電控制管理，并對充放電控制開關的工作狀態進行有效檢測的儲能電池組充放電控制及檢測裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種儲能電池組充放電控制及檢測裝置，包括充放電控制電路、用于檢測充放電控制電路中充電繼電器K1和放電繼電器K2的端電壓和電池組的端電壓的繼電器檢測電路，以及電池組管理單元，所述電池組管理單元的輸入端與繼電器檢測電路的輸出端相連，所述電池組管理單元的輸出端分別與充放電控制電路、繼電器檢測電路的輸入端相連。

所述充放電控制電路包括充電控制電路、放電控制電路和預充電控制電路，所述充電控制電路由充電繼電器K1和續流二極管D1串聯組成，所述放電控制電路由放電繼電器K2和續流二極管D2串聯組成，所述預充電控制電路由功率電阻R1和預充電繼電器K3串聯組成，所述充電控制電路、放電控制電路和預充電控制電路三者并聯；所述繼電器檢測電路包括電壓表V、第一控制開關K4、第二控制開關K5和保護電阻R2，電壓表V、保護電阻R2、第二控制開關K5三者串聯，繼電器檢測電路并聯在電池組的正、負極上；所述電池組管理單元包括微控制器MCU。

所述微控制器MCU輸出用于控制充電繼電器K1的控制信號PA1至充電繼電器K1的控制端，輸出用于控制放電繼電器K2的控制信號PA2至放電繼電器K2的控制端，輸出用于控制預充電繼電器K3的控制信號PA3至預充電繼電器K3的控制端，輸出用于控制第一控制開關K4的控制信號PA4至第一控制開關K4的控制端，輸出用于控制第二控制開關K5的控制信號PA5至第二控制開關K5的控制端；所述微控制器MCU接收電池組的工作狀態信號以及繼電器檢測電路中電壓表V輸出的電壓信號。

所述續流二極管D1的陽極與充電繼電器K1的負端相連，續流二極管D2的陰極與充電繼電器K2的正端相連，電阻R1的一端與預充電繼電器K3的正端相連，續流二極管D1的陰極、續流二極管D2的陽極和電阻R1的另一端并聯后分別與電壓表和電池組的正極相連，充電繼電器K1的正端、充電繼電器K2的負端、預充電繼電器K3的負端并聯后接第一控制開關K4的一端，第一控制開關K4的另一端接在電壓表V和保護電阻R2的一端之間，保護電阻R2的另一端接第二控制開關K5的一端，第二控制開關K5的另一端分別接逆變器M的負端和電池組的負極，逆變器M的正端接充電繼電器K2的負端。

由上述技術方案可知，本實用新型可對儲能電池組進行有效的充放電控制管理，有效控制充電繼電器K1和放電繼電器K2電流的方向，并在充放電回路斷開和導通控制切換時有效的限制沖擊電流及其對繼電器的壽命影響；通過對繼電器工作狀態的檢測，可在繼電器出現故障時及時上報處理，有效的提高了電池組系統的安全可靠運行。

附圖說明

圖1為本裝置的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種儲能電池組充放電控制及檢測裝置，包括充放電控制電路1、用于檢測充放電控制電路1中充電繼電器K1和放電繼電器K2的端電壓和電池組的端電壓的繼電器檢測電路2，以及電池組管理單元3，所述電池組管理單元3的輸入端與繼電器檢測電路2的輸出端相連，所述電池組管理單元3的輸出端分別與充放電控制電路1、繼電器檢測電路2的輸入端相連。電池組管理單元3實現對充電繼電器K1、放電繼電器K2的開關切換來控制充放電控制電路1，并同時控制連接電壓表V的各開關切換以檢測相應的電壓值。

如圖1所示，所述充放電控制電路1包括充電控制電路、放電控制電路和預充電控制電路，所述充電控制電路由充電繼電器K1和續流二極管D1串聯組成，所述放電控制電路由放電繼電器K2和續流二極管D2串聯組成，所述預充電控制電路由功率電阻R1和預充電繼電器K3串聯組成，所述充電控制電路、放電控制電路和預充電控制電路三者并聯；所述繼電器檢測電路2包括電壓表V、第一控制開關K4、第二控制開關K5和保護電阻R2，電壓表V、保護電阻R2、第二控制開關K5三者串聯，繼電器檢測電路2并聯在電池組的正、負極上；所述電池組管理單元3包括微控制器MCU。逆變器M用于外接工作負載或充電電源，實現對負載的電源供應或對電池組的充電。

如圖1所示，所述微控制器MCU輸出用于控制充電繼電器K1的控制信號PA1至充電繼電器K1的控制端，輸出用于控制放電繼電器K2的控制信號PA2至放電繼電器K2的控制端，輸出用于控制預充電繼電器K3的控制信號PA3至預充電繼電器K3的控制端，輸出用于控制第一控制開關K4的控制信號PA4至第一控制開關K4的控制端，輸出用于控制第二控制開關K5的控制信號PA5至第二控制開關K5的控制端；所述微控制器MCU接收電池組的工作狀態信號以及繼電器檢測電路2中電壓表V輸出的電壓信號。電池組管理單元3可獲取電池組的單體電壓、溫度、電流等所需的工作狀態，并根據內部設定的參數控制充電繼電器K1、放電繼電器K2的斷開或閉合；電池組管理單元3在控制充電繼電器K1、放電繼電器K2開關切換的同時，控制相應的電壓檢測開關即第一控制開關K4和第二控制開關K5來檢測繼電器的實際工作狀態，以判斷繼電器是否出現粘連、無法閉合等故障，繼電器開關切換完成后，電壓表實時檢測電池組的端電壓，以保護電池組。

如圖1所示，所述續流二極管D1的陽極與充電繼電器K1的負端相連，續流二極管D2的陰極與充電繼電器K2的正端相連，電阻R1的一端與預充電繼電器K3的正端相連，續流二極管D1的陰極、續流二極管D2的陽極和電阻R1的另一端并聯后分別與電壓表和電池組的正極相連，充電繼電器K1的正端、充電繼電器K2的負端、預充電繼電器K3的負端并聯后接第一控制開關K4的一端，第一控制開關K4的另一端接在電壓表V和保護電阻R2的一端之間，保護電阻R2的另一端接第二控制開關K5的一端，第二控制開關K5的另一端分別接逆變器M的負端和電池組的負極，逆變器M的正端接充電繼電器K2的負端。

實施例一

為實現對儲能電池組充放電的可靠控制以及有效判斷繼電器的工作狀態，本實施例中電池組的總電壓為500V的直流高壓，逆變器M充放電最大電流為200A。

本實施例中充電繼電器K1、放電繼電器K2、兩個續流二極管額定電流均為200A，充電時，充電電流流經充電繼電器K1和續流二極管D1，放電時，放電電路流經放電繼電器K2和續流二極管D2，兩個續流二極管可確保電流流經方向的唯一性，進而保護繼電器不受反方向大電流的流通及壽命影響；由于逆變器M一般為非阻性設備，在繼電器開關瞬間會在回路中形成大電流的沖擊，預充電電路可有效避免這一問題，本實施例中R1為阻值為100Ω、功率值為100W的功率電阻，預充電繼電器K3為10A，在充電繼電器K1和放電繼電器K2閉合前，可將預充電繼電器K3閉合，這樣可將回路電流鉗制在5A，并迅速下降至0A，然后在閉合充電繼電器K1或放電繼電器K2，避免了繼電器閉合時間產生的大電流沖擊問題。

本實施例中，電壓表V通過第一控制開關K4和第二控制開關K5控制檢測繼電器端電壓或者電池組電壓。正常工作時，第一控制開關K4斷開、第二控制開關K5閉合，電壓表V檢測電池組兩端總電壓，判斷電池組的工作狀態；充電繼電器K1和放電繼電器K2開關切換時，第二控制開關K5斷開、第一控制開關K4閉合，電壓表V檢測相應繼電器的工作狀態，進而判斷繼電器是否粘連或無法閉合等問題，通過一個電壓表V即可實現對多個繼電器及電池組電壓的檢測及判斷；保護電阻R2采用100K的電阻，可確保兩個電壓表開關出現故障一起閉合時電路不會出現短路故障。

本實施例中，微控器MCU可檢測獲取電池組各單體電池的電壓、溫度等信息，并判斷是否斷開或閉合充電繼電器K1、放電繼電K2器，同時實現對相關電壓的檢測以及繼電器工作狀態的判斷；若繼電器均斷開，繼電器的端電壓為0，則存在繼電器粘連故障；若某一個繼電器閉合，繼電器的端電壓為500V左右，則可判斷相應的繼電器無法正常吸合。

綜上所述，本實用新型可對儲能電池組進行有效的充放電控制管理，有效控制充電繼電器K1和放電繼電器K2電流的方向，并在充放電回路斷開和導通控制切換時有效的限制沖擊電流及其對繼電器的壽命影響；通過對繼電器工作狀態的檢測，可在繼電器出現故障時及時上報處理，有效的提高了電池組系統的安全可靠運行。