本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种可扩容的ups用锂电池系统及其控制方法。
背景技术：
现有ups锂电池使用过程中，多采用铅酸用锂电池；当ups对备电时间，备电电池重量的要求增加时，在实际使用过程中，需要安装，扩容，维护，更换电池组，在此过程中需要在原有配置基础上增加电池容量，而铅酸电池或者常规锂电池不具备扩容功能，那么需要将旧的电池拆除，全部换成新电池，一方面造成资金的浪费；另一方面旧电池还需断电，不能为供电设备正常供电。
现有ups用锂电池不具备扩容功能，如果简单的将多个锂电池模块并联在一起扩容，不同锂电池单体之间存在电压、电流不一致，不同容量的锂电池之间会产生环流干扰，电池组在使用过程中也会使其特性产生变化，无法合理控制，会导致整个ups无法正常工作，或可能造成电池组的损坏。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中的ups用锂电池扩容时存在环流的技术问题，本发明提供了一种可扩容的ups用锂电池系统及其控制方法，可以消除环流干扰。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种可扩容的ups用锂电池系统，包括电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统；其中，一个以上的所述电池组110互相并联，所述电池组110的一端为与负载一端连接的第一接线端，所述电池组110另一端连接可调负载的一端，所述可调负载的另一端为与所述负载另一端的第二接线端，所述可调负载所在线路穿过所述电流互感器的线圈中心，所述第一开关的第一端与第一接线端连接，所述第一开关的第二端与第二接线端连接，所述第一开关的第三端、所述电流互感器的输出端与所述可调负载均与电池管理系统连接。
当新的电池组110插入电池机箱1后，若所述的第一接线端、第二接线端上连接有负载时，所述电池管理系统向所述第一开关的第三端输入信号，控制所述第一开关断开，电池组110为所述负载、可调负载供电，电流互感器检测可调负载所在线路上的实际电流值实时反馈给所述电池管理系统，电池管理系统判断出所述实际电流值是否与电池组的额定电流值相匹配，若实际电流值低于额定电流值，电池管理系统计算出可调负载应调节到的设定阻值后，电池管理调节可调负载的阻值到设定阻值，增大所述实际电流，与额定电流值保持一致；若实际电流值高于额定电流值，电池管理系统计算出可调负载应调节到的设定阻值后，电池管理调节可调负载的阻值到设定阻值，减小所述实际电流，与额定电流值保持一致。
若所述的第一接线端、第二接线端上没有连接负载时，即空载；所述电池管理系统向所述第一开关的第三端输入信号，控制所述第一开关断开，电池组110为所述可调负载供电，电池管理系统调节可调负载阻值，以使可调负载所在线路上的实际电流值与额定电流值相等。通过在带载、及空载情况下调整可调负载值，改变可调负载所在线路上的电流值，防止出现环流。
可选地，还包括电池机箱1，所述电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统均位于所述电池机箱1内；所述电池机箱1上设有第一接线端和第二接线端。
可选地，所述电池组110由一个以上的电池模块112并联组成。
可选地，所述电池机箱1内设有用于插接所述电池组110的插接端子。
可选地，所述电池机箱1表面设有相邻电池机箱1互相连接的卡扣。
可选地，所述第一接线端和第二接线端处均设有与电池管理系统连接的接近传感器。
可选地，所述插接端子包括与电池组110的正极和负极连接的正端子和负端子，所述正端子和负端子中的一个与所述第一接线端连接，所述正端子和负端子中的另一个与可调负载的一端连接。
可选地还包括第二开关，所述第二开关与可调负载串联，所述第三开关受所述电池管理系统控制。
通过控制第二开关的开或关的状态，确保ups用锂电池系统安全稳定扩容，当新的电池组110插入电池机箱1后，若处于空载，则所述电池管理系统首先调节可调负载达到预设电阻值后，再第一开关、第二开关；若带载，则电池管理系统控制所述第一开关断开，打开第二开关，根据电流互感器的检测的电流值大小，计算可调负载应达到的预设电阻值，并进行调节，防止出现环流。
一种可扩容的ups用锂电池系统的控制方法，根据以上任一项所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，包括：
可选地，当所述第一接线端与第二接线端之间为空时，所述电池管理系统控制所述第一开关闭合；当所述第一接线端与第二接线端之间为负载时，所述电池管理系统控制所述第一开关断开。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明实施例的技术方案支持锂电池并联扩容，锂电池bms通过检测外部电压及电流的方式，来判断锂电池并联是否存在问题，进行相关的均流控制，保证电池系统持续稳定的给ups电源系统供电。通过在带载、及空载情况下调整可调负载值，改变可调负载所在线路上的电流值，防止出现环流。
附图说明
图1是本发明的ups用锂电池结构图。
图2为本发明实施例提供的电池组结构示意图。
图3为本发明实施例提供的另一视角的电池组结构示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
本实施例的一种可扩容的ups用锂电池系统，包括电池组110、可调负载201、电流互感器301、第一开关401和电池管理系统501；其中，一个以上的所述电池组110互相并联，所述电池组110的一端为与负载一端连接的第一接线端601，所述电池组110另一端连接可调负载201的一端，所述可调负载201的另一端为与所述负载另一端的第二接线端602，所述可调负载201所在线路穿过所述电流互感器301的线圈中心，所述第一开关401的第一端与第一接线端601连接，所述第一开关401的第二端与第二接线端602连接，所述第一开关401的第三端、所述电流互感器的输出端与所述可调负载均与电池管理系统501连接。
如图1所示，一个以上的电芯111串联组成所述电池组110。
当新的电池组110插入电池机箱1后，若所述的第一接线端、第二接线端上连接有负载时，所述电池管理系统向所述第一开关的第三端输入信号，控制所述第一开关断开，电池组110为所述负载、可调负载供电，电流互感器检测可调负载所在线路上的实际电流值实时反馈给所述电池管理系统，电池管理系统判断出所述实际电流值是否与电池组的额定电流值相匹配，若实际电流值低于额定电流值，电池管理系统计算出可调负载应调节到的设定阻值后，电池管理调节可调负载的阻值到设定阻值，增大所述实际电流，与额定电流值保持一致；若实际电流值高于额定电流值，电池管理系统计算出可调负载应调节到的设定阻值后，电池管理调节可调负载的阻值到设定阻值，减小所述实际电流，与额定电流值保持一致。
若所述的第一接线端、第二接线端上没有连接负载时，即空载；所述电池管理系统向所述第一开关的第三端输入信号，控制所述第一开关断开，电池组110为所述可调负载供电，电池管理系统调节可调负载阻值，以使可调负载所在线路上的实际电流值与额定电流值相等。通过在带载、及空载情况下调整可调负载值，改变可调负载所在线路上的电流值，防止出现环流。
实施例2
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统，在实施例1的技术方案基础上可改进如下：还包括电池机箱1，所述电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统均位于所述电池机箱1内；所述电池机箱1上设有第一接线端和第二接线端。所述电池机箱1用于承载电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统；确保线路可靠连接。
实施例3
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统，在实施例1或2的技术方案基础上可改进如下：所述电池组110由一个以上的电池模块112并联组成。
可选地改进是所述电池机箱1内设有用于插接所述电池组110的插接端子。以便电池组110从所述电池机箱1中插拔出来或插接进去。
另一可选地改进是所述电池机箱1表面设有相邻电池机箱1互相连接的卡扣。所述卡扣用于连接相邻的两个电池机箱1。
实施例4
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统，在实施例1-3任一技术方案基础上可改进如下：所述第一接线端和第二接线端处均设有与电池管理系统连接的接近传感器。
当负载两端与第一接线端和第二接线端连接时，所述接近传感器反馈信号给所述电池管理系统，电池管理系统控制第一开关断开，电流互感器检测可调负载上的实际电流值反馈给电池管理系统，电池管理系统根据额定电流值、负载大小计算可调负载的预设阻值，并调节所述可调负载至所述预设阻值；确保线路中不会产生环流，防止冲击电池组110。
实施例5
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统，在实施例1-4任一技术方案基础上可改进如下：所述插接端子包括与电池组110的正极和负极连接的正端子和负端子，所述正端子和负端子中的一个与所述第一接线端连接，所述正端子和负端子中的另一个与可调负载的一端连接。
实施例6
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统，在实施例1-5任一技术方案基础上可改进如下：还包括第二开关，所述第二开关与可调负载串联，所述第三开关受所述电池管理系统控制。
通过控制第二开关的开或关的状态，确保ups用锂电池系统安全稳定扩容，当新的电池组110插入电池机箱1后，若处于空载，则所述电池管理系统首先调节可调负载达到预设电阻值后，再第一开关、第二开关；若带载，则电池管理系统控制所述第一开关断开，打开第二开关，根据电流互感器的检测的电流值大小，计算可调负载应达到的预设电阻值，并进行调节，防止出现环流。图3所示端子411为普通端子，电池机箱1上设有所述端子411，用于连接负载，为负载供电。还设有通讯端子，用于读取电池机箱1内的电池组110的电压、电流和功率等参数数据。
实施例7
本实施例提出的一种可扩容的ups用锂电池系统的控制方法，根据实施例1-6任一项所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，包括：
电流互感器检测的电流值实时反馈给电池管理系统，电池管理系统根据额定电流值计算可调负载的预设阻值，并调节可调负载达到对应的预设阻值；在电池组110两端并联另一个电池组110。
当所述第一接线端与第二接线端之间为空时，所述电池管理系统控制所述第一开关闭合；当所述第一接线端与第二接线端之间为负载时，所述电池管理系统控制所述第一开关断开。
在ups系统安装，扩容，更换电池组时，采用本发明内容，可以在原有ups锂电池配置的基础上，增加锂电池容量，降低ups系统初始配置要求，根据负载情况进行扩容，提高了原有的设备利用率，降低了成本。
当检测到外部电压与内部压差大于设定值后，电池管理系统对外部进行均流控制，这样在锂电池并联时就不会产生大电流环流冲击，不会对锂电池造成损坏，可以正常工作。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
1.一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，包括电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统；其中，一个以上的所述电池组110互相并联，所述电池组110的一端为与负载一端连接的第一接线端，所述电池组110另一端连接可调负载的一端，所述可调负载的另一端为与所述负载另一端的第二接线端，所述可调负载所在线路穿过所述电流互感器的线圈中心，所述第一开关的第一端与第一接线端连接，所述第一开关的第二端与第二接线端连接，所述第一开关的第三端、所述电流互感器的输出端与所述可调负载均与电池管理系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，还包括电池机箱1，所述电池组110、可调负载、电流互感器、第一开关和电池管理系统均位于所述电池机箱1内；所述电池机箱1上设有第一接线端和第二接线端。
3.根据权利要求1所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，所述电池组110由一个以上的电池模块112并联组成。
4.根据权利要求2所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，所述电池机箱1内设有用于插接所述电池组110的插接端子。
5.根据权利要求2所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，所述电池机箱1表面设有相邻电池机箱1互相连接的卡扣。
6.根据权利要求2所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，所述第一接线端和第二接线端处均设有与电池管理系统连接的接近传感器。
7.根据权利要求4所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，所述插接端子包括与电池组110的正极和负极连接的正端子和负端子，所述正端子和负端子中的一个与所述第一接线端连接，所述正端子和负端子中的另一个与可调负载的一端连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，其特征在于，还包括第二开关，所述第二开关与可调负载串联，所述第三开关受所述电池管理系统控制。
9.一种可扩容的ups用锂电池系统的控制方法，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的一种可扩容的ups用锂电池系统，包括：
电流互感器检测的电流值实时反馈给电池管理系统，电池管理系统根据额定电流值计算可调负载的预设阻值，并调节可调负载达到对应的预设阻值；在电池组110两端并联另一个电池组110。
10.根据权利要求1所述的一种可扩容的ups用锂电池系统的控制方法，其特征在于，当所述第一接线端与第二接线端之间为空时，所述电池管理系统控制所述第一开关闭合；当所述第一接线端与第二接线端之间为负载时，所述电池管理系统控制所述第一开关断开。
技术总结