1.智能多路混用电池管理器,包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、锂电池供电单元、直流母线,所述开关电源输入侧与市电相连、输出侧与直流母线相连,基站负载、铅酸电池组和锂电池供电单元彼此并联并与直流母线相连,其特征为:通过给退役动力锂电池组配上电池管理系统及DC/DC变换器形成锂电池供电单元,每个锂电池供电单元根据直流母线电压控制各自电流输出,使通信基站在市电供电时由市电经开关电源为基站负载和铅酸电池供电,市电失电时所有锂电池供电单元同时为基站负载和铅酸电池供电,所有锂电池供电单元电量耗尽后由铅酸电池组单独为通信基站负载供电。
2.如权利要求1所述的智能多路混用电池管理器,其特征在于,所述铅酸电池组与直流母线相连,作为优先级最低通信基站的后备电源,由直流母线充电,在市电失电瞬间直流母线电压还没有明显下降、锂电池供电单元尚未供电时短暂地为直流母线和基站负载供电,在市电失电后所有锂电池供电单元均无法满足直流母线的供电需求时为直流母线供电。
3.如权利要求1所述的智能多路混用电池管理器,其特征在于,所述与市电和直流母线相连的开关电源包括整流输出电压检测电路、整流电路及其控制电路,通过对整流输出电压进行检测,调整控制电路输出对整流电路进行控制,从而由市电整流得到符合标准的直流母线电压。
4.如权利要求1所述的智能多路混用电池管理器,其特征在于,所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、退役动力锂电池组、锂电池组电压检测电路、电流检测电路、电池管理系统(BMS)、直流母线电压检测电路、对直流母线输出电流检测电路,其中,DC/DC变换器两侧分别与直流母线和退役动力锂电池组相连、控制退役动力锂电池组从直流母线上获取电能充电或对直流母线供电,电池管理系统与电池组电压检测电路、电池组电流检测电路相连,根据检测结果计算退役动力锂电池组的荷电状态信息,同时与直流母线电压检测电路和对直流母线输出电流检测电路相连,获取直流母线电压及锂电池供电单元为直流母线输出的电流数据,判断是否让退役动力锂电池组充电、为直流母线供电或从直流母线上切除,并根据判断结果生成控制信号控制DC/DC变换器,其中为直流母线供电的情况下电池管理系统通过读取直流母线电压并控制DC/DC变换器为直流母线提供适当电流值的恒流输出。
5.采用如权利要求1-4任一所述的智能多路混用电池管理器的锂电池供电单元的控制方法,其特征在于,所述锂电池供电单元的控制方法是基于下垂法控制,该下垂法控制是在市电存在时,由直流母线为所有锂电池供电单元进行充电,当前锂电池供电单元充满后,由BMS发出控制信号控制DC/DC变换器将退役动力锂电池组与直流母线断路;在市电失电时,所有接在直流母线上的锂电池供电单元全部接入直流母线并为直流母线供电,同一时间所有锂电池供电单元根据自身的性能具有不同的电流输出,在所有锂电池供电单元均不能满足直流母线须要的基站负载供电需求时,由铅酸电池组为基站负载进行供电,同时所有锂电池供电单元保持输出为自身最大可放电电流的恒流输出以减轻铅酸电池组的供电压力,直到所有锂电池供电单元电量耗尽后再由铅酸电池组单独为通信基站负载供电。
6.根据权利要求5所述智能多路混用电池管理器的锂电池供电单元的控制方法,其特征在于,对于任意锂电池供电单元可采取相同的基于下垂法设计的控制,其控制过程具体包括以下步骤:步骤1:锂电池供电单元中的电池管理系统读取直流母线电压检测电路检测到的直流母线电压数据,判断直流母线电压是否低于市电正常供电时直流母线电压;
步骤2:市电未供电或铅酸电池组未充满电、且锂电池供电单元内退役动力锂电池组还可以继续放电时,根据检测得到的直流母线电压带入下垂法的函数,找到与之对应的应输出恒流值,BMS控制DC/DC变换器输出大小为该值的恒定电流,实现为直流母线供电,在供电的同时通过对电池组电流电压的测量、计算并更新退役动力锂电池组的电量状态,并返回步骤1;
步骤3:市电未供电或铅酸电池组未充满电、且锂电池供电单元内退役动力锂电池组已经达到了自身放电的极限状态时,由BMS控制DC/DC变换器将当前锂电池供电单元从直流母线上断开,并返回步骤1;
步骤4:市电供电且铅酸电池组充满电时,BMS判断当前退役动力锂电池组是否满电,如果不满就控制DC/DC变换器进行充电,如果满电就控制DC/DC变换器使退役动力锂电池组与直流母线断开,判断并执行相应指令后返回步骤1。
7.一种通信基站,包括采用权利要求1-4任一所述智能多路混用电池管理器,其特征为:该通信基站采用的多路混用电池管理器的实现方法包括如下内容:
(1)在市电存在时,由市电经开关电源变换为符合通信基站供电标准的直流电并为直流母线供电,直流母线为基站负载供电、为铅酸电池组充电并使铅酸电池组处于浮充状态,直流母线还为所有接在直流母线上但未满电的锂电池供电单元进行充电,一旦锂电池供电单元内的电池管理系统检测到当前锂电池供电单元已经充满电,则产生相应控制信号以切断直流母线对锂电池供电单元的充电回路;
(2)市电失电瞬间,直流母线电压因为铅酸电池组电压而不会出现大幅衰减,所有锂电池供电单元均无法检测到直流母线电压下降,此时由铅酸电池组为直流母线供电,直流母线为基站负载供电;
(3)市电失电很短时间后,铅酸电池组因为由浮充状态开始为直流母线供电而出现电压下降,直流母线电压随之下降,锂电池供电单元因此可以检测到直流母线电压下降,所有锂电池供电单元开始共同为直流母线供电,所有锂电池供电单元均作为恒流源输出,且输出电流受直流母线电压影响,每一个锂电池供电单元的最大可放电电流根据自身性能独立确定,同一时刻为直流母线供电的锂电池供电单元输出电流由各自的BMS和DC/DC变换器独立进行决定和控制,且根据各自的退役动力锂电池组性能差异输出电流大小不同;
(4)市电失电很长时间后,由于锂电池供电单元自身电能的衰减,单靠锂电池供电单元协同供电已经难以满足整个通信基站的供电需求,致使直流母线电压跌至铅酸电池组平台电压以下,此时各锂电池供电单元维持其最大可输出电流进行恒流输出,铅酸电池组放电,尽可能满足通信基站负载的供电需求;
(5)市电恢复后,恢复至由市电经开关电源转换为直流电为直流母线供电、直流母线为基站负载供电、为铅酸电池组充电的状态,恢复到上述(1)的情况。