本實(shí)用新型屬于通信基站動(dòng)力后備系統(tǒng)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及新能源為基站供電。

背景技術(shù)：

新能源工況通信基站動(dòng)力系統(tǒng)直流電源系統(tǒng)原方案是采用鉛酸電池作為后備電源，由于鉛酸電池的循環(huán)壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于梯次鋰電池，鉛酸電池用于該工況通常一年左右就要更換電池，使用成本較高。而梯次鋰電用于該工況可使用3-5年，經(jīng)濟(jì)性將優(yōu)于鉛酸電池30％以上。隨著梯次鋰電的存量越來越大，鋰代鉛無論從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都成為可能。

新能源工況是指在不用或少用市電的情況下充分利用綠色能源(太陽能、風(fēng)能)實(shí)現(xiàn)基站通信負(fù)荷的供電的基站。在新能源工況下通信基站的多組電池充放電的控制策略能科學(xué)的對(duì)通信基站內(nèi)多組電池進(jìn)行充放電控制，充分利用梯次鋰電池的剩余能量，延長電池使用壽命，保證基站安全可靠運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種新能源和多組電池配合使用以保障通信基站帶負(fù)載不間斷供電，并解決了多組電池在通信基站中并聯(lián)使用的環(huán)流及安全可靠等問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于新能源和多組電池管理的通信基站動(dòng)力后備系統(tǒng)，其特征在于：包括負(fù)載、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能光伏板、多個(gè)控制單元、多個(gè)合路單元及多個(gè)電池組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能光伏板經(jīng)過開關(guān)電源為多個(gè)電池組提供電源；其中每個(gè)所述控制單元配合一個(gè)合路單元和一個(gè)電池組使用；每個(gè)所述合路單元由兩只逆止二極管、兩只控制充電狀態(tài)的開關(guān)、電流采樣元件組成；或每個(gè)所述合路單元由兩只逆止二極管、三只控制充電狀態(tài)的開關(guān)、限流電阻、電流采樣元件組成，其中的一只控制充電狀態(tài)的開關(guān)和限流電阻作為限流回路。

進(jìn)一步的，市電電源經(jīng)過開關(guān)電源為多個(gè)電池組提供電源。

進(jìn)一步的，所述控制充電狀態(tài)的開關(guān)為直流接觸器、固態(tài)繼電器、無觸點(diǎn)開關(guān)中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，所述電流采樣元件為分流器或者霍爾傳感器。

進(jìn)一步的，所述控制單元具體為電池管理系統(tǒng)BMS。

進(jìn)一步的，所述的多個(gè)電池組具體為三個(gè)梯次電池組。

進(jìn)一步的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過風(fēng)能控制器為多個(gè)電池組提供電源、太陽能光伏板通過太陽能控制器為多個(gè)電池組提供電源、市電電源通過主控單元對(duì)多個(gè)合路單元的控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)多組電池的充放電。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

1.在新能源工況下通信基站的多組電池充放電的控制解決了多組電池在通信基站應(yīng)用中的環(huán)流及安全可靠問題，能夠科學(xué)地按照電池充放電特性運(yùn)行，有效延長電池使用壽命，適應(yīng)不同類型、不同容量電池之間的并聯(lián)。

2.使車用動(dòng)力電池退役后剩余能量能夠得到充分的利用，減少了碳排放和環(huán)境污染，響應(yīng)了國家在綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)等的剛性需求，同時(shí)也有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.備用電源切換可靠。通過互鎖連接方式，使新能源與電池組互補(bǔ)為負(fù)載供電，并在新能源和電池組不適合供電時(shí)由市電代為供電，梯次供電，保證了供電的可靠性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型帶限流回路一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型帶限流回路另一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型不帶限流回路一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型不帶限流回路另一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型新能源工況動(dòng)力后備系統(tǒng)示意圖；

圖1-5中附圖標(biāo)記：Z:負(fù)載；G1：電池組、G2：電池組、Gn：電池組；R1:限流電阻、R2：限流電阻、Rn：限流電阻；K11：充電開關(guān)、K12：放電開關(guān)、K13:限流開關(guān)、K21：充電開關(guān)、K22：放電開關(guān)、K23：限流開關(guān)、Kn1：充電開關(guān)、Kn2：放電開關(guān)；Kn3：限流開關(guān)；FL1:電流采樣元件、FL2：電流采樣元件、FLn：電流采樣元件；BMS1：電池管理系統(tǒng)1、BMSn：電池管理系統(tǒng)n；其中n為整數(shù)，且n≥1。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型帶限流回路一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖。以圖1中第一個(gè)合路單元為例說明：

限流充電

限流開關(guān)K13、放電開關(guān)K12閉合，開關(guān)電源B+、B-向含F(xiàn)L1、R1、K13器件在內(nèi)的電池組G1支路充電，同時(shí)帶負(fù)載Z。

正常充電

充電開關(guān)K11、放電開關(guān)K12閉合，開關(guān)電源B+、B-向含F(xiàn)L1、二極管、K11器件在內(nèi)的電池組G1支路充電，同時(shí)帶負(fù)載Z。

失電保護(hù)

當(dāng)開關(guān)電源B+、B-失電時(shí)，此時(shí)放電開關(guān)K12閉合，電池組G1向負(fù)載Z供電，即電池組G1、負(fù)載Z、放電開關(guān)K12、另一個(gè)二極管、電流采樣元件FL1形成閉合回路，完成在開關(guān)電源B+、B-失電情況下，對(duì)負(fù)載Z的供電保護(hù)。

通過對(duì)第一個(gè)合路單元、第二個(gè)合路單元、直至第N個(gè)合路單元控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一組電池組、第二組電池組、直至第N組電池組進(jìn)行依次充電或同時(shí)充電，并能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)放電。

圖2為本實(shí)用新型帶限流回路另一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其與圖1中主要區(qū)別在于限流電路(限流開關(guān)K13、電阻R1)接到開關(guān)電源B+一側(cè)，其余限流充電、正常充電、失電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)，以及實(shí)現(xiàn)的功能(實(shí)現(xiàn)的功能是指：通過對(duì)第一個(gè)合路單元、第二個(gè)合路單元、直至第N個(gè)合路單元控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一組電池組、第二組電池組、直至第N組電池組進(jìn)行依次充電或同時(shí)充電，并能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)放電)與圖1中相應(yīng)實(shí)現(xiàn)一致。

圖3為本實(shí)用新型不帶限流回路一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖。以圖3中第一個(gè)合路單元為例說明：

正常充電

充電開關(guān)K11、放電開關(guān)K12閉合，開關(guān)電源B+、B-向含F(xiàn)L1、二極管、K11器件在內(nèi)的電池組G1支路充電，同時(shí)帶負(fù)載Z。

失電保護(hù)

當(dāng)開關(guān)電源B+、B-失電時(shí)，此時(shí)放電開關(guān)K12閉合，電池組G1向負(fù)載Z供電，即電池組G1、負(fù)載Z、放電開關(guān)K12、另一個(gè)二極管、電流采樣元件FL1形成閉合回路，完成在開關(guān)電源B+、B-失電情況下，對(duì)負(fù)載Z的供電保護(hù)。

通過對(duì)第一個(gè)合路單元、第二個(gè)合路單元、直至第N個(gè)合路單元控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一組電池組、第二組電池組、直至第N組電池組進(jìn)行依次充電或同時(shí)充電，并能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)放電。

圖4為本實(shí)用新型不帶限流回路另一種方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其與圖3中主要區(qū)別在于電池組支路(電池組G1、電流采樣元件FL1)接到開關(guān)電源B-一側(cè)，其余正常充電、失電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)，以及實(shí)現(xiàn)的功能(實(shí)現(xiàn)的功能是指：通過對(duì)第一個(gè)合路單元、第二個(gè)合路單元、直至第N個(gè)合路單元控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一組電池組、第二組電池組、直至第N組電池組進(jìn)行依次充電或同時(shí)充電，并能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)放電)與圖3中相應(yīng)實(shí)現(xiàn)一致。

圖5為本實(shí)用新型新能源工況動(dòng)力后備系統(tǒng)示意圖；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過風(fēng)能控制器為多個(gè)電池組提供電源、太陽能光伏板通過太陽能控制器為多個(gè)電池組提供電源、市電電源通過主控單元對(duì)多個(gè)合路單元的控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)多組電池的充放電。實(shí)施例1

當(dāng)帶有限流回路(如圖1、圖2)三組梯次電池G1、G2、G3，無市電時(shí)：

1、負(fù)載供電：在風(fēng)、光能源充足的狀態(tài)下始終由開關(guān)電源帶負(fù)荷運(yùn)行；其它情況由蓄電池放電給負(fù)荷提供電源。

2、電池組充電過程：

1)在風(fēng)、光能源消失一段時(shí)間后恢復(fù)供電，同時(shí)合K13、K12、K23、K22、K33、K32、開關(guān)給電池組G1、G2、G3同時(shí)充電，分別檢測(cè)每組充電電流，電池組G1電流低于設(shè)定值斷開K13開關(guān)，同時(shí)合K11開關(guān)電池組G1進(jìn)入正常充電狀態(tài)；電池組G2電流低于設(shè)定值斷開K23開關(guān)，同時(shí)合K21開關(guān)電池組G2進(jìn)入正常充電狀態(tài)；電池組G3電流低于設(shè)定值斷開K33開關(guān)，同時(shí)合K31開關(guān)電池組G3進(jìn)入正常充電狀態(tài)；

2)充滿后可選擇三組梯次鋰電同時(shí)進(jìn)入備電擱置：斷開K11、K21、K31開關(guān)電池組G1、G2、G3進(jìn)入備電擱置狀態(tài)；也可以選擇部分電池組繼續(xù)浮充，部分電池組備電擱置，只需把選擇備電擱置的電池組相應(yīng)的充電開關(guān)斷開即可。

3、電池組放電過程：

1)在風(fēng)、光能源消失后，電池組需無間斷地為負(fù)載提供電源。因?yàn)镵12、K22、K32始終處于合位，可以同時(shí)為負(fù)載無間斷地提供電源，當(dāng)放電電壓低于二次下電電壓時(shí)，同時(shí)斷開K12、K22、K32開關(guān)，避免電池過放造成對(duì)電池壽命的損害。

2)在風(fēng)、光能源恢復(fù)后重復(fù)以上過程。

實(shí)施例2

當(dāng)帶有限流回路(如圖1、圖2)三組梯次電池G1、G2、G3，有市電時(shí)：

1、負(fù)載供電：在風(fēng)、光能源充足的狀態(tài)下始終由開關(guān)電源帶負(fù)荷運(yùn)行；其它情況由蓄電池放電給負(fù)荷提供電源；電池放電到二次下電電壓風(fēng)、光能源仍沒有恢復(fù)，此時(shí)投入市電，開關(guān)電源帶載。

2、電池組充電過程：

1)在風(fēng)、光能源消失一段時(shí)間后恢復(fù)供電，同時(shí)合K13、K12、K23、K22、K33、K32、開關(guān)給電池組G1、G2、G3同時(shí)充電，分別檢測(cè)每組充電電流，電池組G1電流低于設(shè)定值斷開K13開關(guān)，同時(shí)合K11開關(guān)電池組G1進(jìn)入正常充電狀態(tài)；電池組G2電流低于設(shè)定值斷開K23開關(guān)，同時(shí)合K21開關(guān)電池組G2進(jìn)入正常充電狀態(tài)；電池組G3電流低于設(shè)定值斷開K33開關(guān)，同時(shí)合K31開關(guān)電池組G3進(jìn)入正常充電狀態(tài)；

2)充滿后可選擇三組梯次鋰電同時(shí)進(jìn)入備電擱置：斷開K11、K21、K31開關(guān)電池組G1、G2、G3進(jìn)入備電擱置狀態(tài)；也可以選擇部分電池組繼續(xù)浮充，部分電池組備電擱置，只需把選擇備電擱置的電池組相應(yīng)的充電開關(guān)斷開即可。

3、電池組放電過程：

1)在風(fēng)、光能源消失后，電池組需無間斷地為負(fù)載提供電源。因?yàn)镵12、K22、K32始終處于合位，可以同時(shí)為負(fù)載無間斷地提供電源，當(dāng)放電電壓低于二次下電電壓時(shí)，同時(shí)斷開K12、K22、K32開關(guān)，避免電池過放造成對(duì)電池壽命的損害。

2)電池組電壓低于二次下電電壓時(shí)，如果風(fēng)、光能源仍沒有恢復(fù)，此時(shí)投入市電，由市電帶載，保證負(fù)荷的不間斷供電。

3)在風(fēng)、光能源恢復(fù)后，斷開市電，重復(fù)以上過程。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種可知的更改和變化。凡在本實(shí)用新型的原則和精神之內(nèi)，所作出的任何等同替換、修改、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。