專利名稱：充放電系統(tǒng)及充放電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充放電系統(tǒng)和一種充放電方法，特別涉及一種在蓄電裝置生產(chǎn)過程中為蓄電裝置充放電的系統(tǒng)和充放電方法。
背景技術(shù)：
蓄電裝置生產(chǎn)過程中，出廠前的充放電循環(huán)一般需要進行2-5次，這一流程中將產(chǎn)生大量的能耗。傳統(tǒng)放電循環(huán)為以充電機對蓄電裝置充電，充滿后以定額負載對蓄電裝置進行放電。定額負載一般為電阻器、燈泡組或電解液等耗能設(shè)備進行放電，使能源白白浪費掉，能耗較大。以一只12V/100Ah的蓄電裝置為例，一個充放電循環(huán)所產(chǎn)生的能耗約為4.5kwh。以一個中型蓄電裝置生產(chǎn)廠計，年產(chǎn)100萬只蓄電裝置，僅此一項所生產(chǎn)的能耗就有450萬kwh之多，在今天能源緊張的狀況下，該數(shù)據(jù)是比較令人觸目驚心的。為了遏制上述能源浪費現(xiàn)象，節(jié)約成本，很多企業(yè)都相應(yīng)的采取了一些措施，如利用DC-AC變換器，將放電過程中需要消耗的能量回饋至公用電網(wǎng)是一種經(jīng)常使用的方法，但這種方法有如下缺陷1.并網(wǎng)準入制的約束。即用電戶變?yōu)楣╇姂粝蚬秒娋W(wǎng)供電的合法性，這當中涉及到大量的技術(shù)與制度法規(guī)問題。2.過程中的失效問題，因一般的DC-AC變換器需要較高的直流端供電電壓，蓄電裝置在充放電過程中須十至兒十只組成蓄電裝置組進行，這樣在整個充放電循環(huán)中，如有一只或幾只失效，將導(dǎo)致整組蓄電裝置在這一循環(huán)中的充放電無效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可同時對多組蓄電裝置進行充放電操作，并且利用放電蓄電裝置對充電蓄電裝置充電，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中將蓄電裝置放電過程中需要釋放的能量白白浪費掉和連入公用電網(wǎng)的相關(guān)缺陷。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的提供一充放電系統(tǒng)，其特征在于，其包括一輔助充電機、一計算機控制系統(tǒng)、一正母線、一地線、一控制母線、至少兩個雙向直流變換器單元與所述雙向直流變換器單元個數(shù)相對應(yīng)的蓄電裝置，每個雙向直流變換器單元均連接于控制母線，控制母線接入所述控制系統(tǒng)；每個雙向直流變換器單元和蓄電裝置連接后接入正母線和地線之間。
還提供一種應(yīng)用上述充放電系統(tǒng)的充放電方法，其包括如下過程a.由控制電路檢測蓄電裝置充、放電狀態(tài)；b1.若該蓄電裝置為放電狀態(tài)，雙向直流變換器單元以升壓模式工作，蓄電裝置向正母線放電；b2.若該蓄電裝置為充電狀態(tài)，雙向直流變換器單元以降壓模式工作，蓄電裝置端電壓低于正母線電壓，正母線向蓄電裝置充電；c.由控制電路檢測蓄電裝置充放電循環(huán)次數(shù)，若該充放電循環(huán)次數(shù)等于設(shè)定循環(huán)次數(shù)，則該充放電電路斷開；d.計算機控制系統(tǒng)檢測正母線電壓；e1.正母線電壓高于某一設(shè)定值，計算機控制系統(tǒng)將斷開部分放電狀態(tài)下的電路；e2.正母線電壓低于某一設(shè)定值，輔助充電機開啟并向正母線放電。
由于本發(fā)明在充放電循環(huán)過程中，利用雙向直流變換器，以需放電的電池對需充電的電池進行充電。輔助充電機對過程中的能量損耗進行補充。并完成充電蓄電裝置和放電蓄電裝置狀態(tài)測控，達到了改善能耗的目的。


圖1為本發(fā)明充放電系統(tǒng)電路圖；
具體實施例方式
參見圖1，一充放電系統(tǒng)，其包括一連接外部電源1的輔助充電機2、一計算機控制系統(tǒng)3、一正母線4、一地線5、一控制母線6、至少兩個雙向直流變換器單元7和與所述雙向直流變換器單元7個數(shù)相對應(yīng)的蓄電裝置8；每個雙向直流變換器單元7均連接入控制母線6；每個雙向直流變換器單元7和蓄電裝置8連接后接入正母線4和地線5之間。所述控制母線6接入所述計算機控制系統(tǒng)3，所述計算機控制系統(tǒng)3設(shè)置于輔助充電機2內(nèi)。輔助充電機2包括電源輸出端和電源輸入端，輔助充電機2的電源輸出端接入所述正母線4和地線5，所述輔助充電機2的電源輸入端接入所述外部電源1；所述外部電源1一般為市電即公用電網(wǎng)。所述輔助充電機2為成熟的高頻開關(guān)整流器構(gòu)成，也可對電池生產(chǎn)廠的原有充電機進行改造來實現(xiàn)。
所述雙向直流變換器單元7包括一控制電路71、兩個三極管72、一電感73和兩電容74、75、導(dǎo)線若干；所述雙向直流變換器單元7通過所述控制電路71連接入控制母線6；所述控制電路71還接入與所述正母線4和地線5分別相連的主干導(dǎo)線。所述兩個三極管72分別是NPN型和PNP型，兩者的基極均接入所述控制電路71，兩者的集電極通過導(dǎo)線連接；所述NPN型三極管的發(fā)射極接入與所述正母線4相連的主干導(dǎo)線，所述PNP型三極管的發(fā)射極接入與所述地線5相連的主干導(dǎo)線。所述電感73與電容74串聯(lián)后，所述電感73一端接入所述兩個三極管72集電極的連接導(dǎo)線上，電容74一極接入所述地線5。所述電容75的兩極分別接入與所述正母線4和地線5相連的主干導(dǎo)線。所述蓄電裝置8的兩極分別接入與所述電感73串聯(lián)的電容74兩端。所述控制電路71只需對標準IC加入輔助電路即可實現(xiàn)。
所述雙向直流變換器單元7在所聯(lián)接蓄電裝置8需進行放電時以升壓形式工作，按定額電流對蓄電裝置8進行放電，將所產(chǎn)生的能量送上母線，供需充電的電池使用。
當該蓄電裝置8完成放電后，雙向直流變換器單元轉(zhuǎn)接為降電形式工作，按定額電流對蓄電裝置進行充電，所需能量由母線上取得。
因為蓄電裝置充放電過程會產(chǎn)生損耗(電化學能轉(zhuǎn)換效率)，另外，雙向直流變換器也產(chǎn)生一定的損耗(其效率約為0.92-0.95)，故此，蓄電裝置放電過程的時間總是少于蓄電裝置充電過程的時間。即放電過程完結(jié)后，充電過程仍需進行。這部分能量通過輔助充電機來提供。
由于參與充放電循環(huán)過程的電池數(shù)量很多(可達幾十至幾百只)，并且每只參與該過程電池的參數(shù)差異及參與的啟止時間不同，故需在輔助充電機中設(shè)置一個計算機控制系統(tǒng)，對所有參與充放電過程的蓄電裝置及雙向直流變換器單元進行測量、控制，保證每只蓄電裝置按設(shè)定數(shù)據(jù)，完成充放電循環(huán)，充定數(shù)據(jù)包括了充電率設(shè)定、放電率設(shè)定、循環(huán)次數(shù)設(shè)定、充電率測量、放電率測量。
下面簡要描述上述充放電系統(tǒng)的操作過程，在按照上述充放電系統(tǒng)的電路原理圖連接好各個設(shè)備后，在所述計算機控制系統(tǒng)3的控制下，上述充放電系統(tǒng)將按照如下過程進行a.由控制電路71檢測蓄電裝置8的充、放電狀態(tài)；b1.若該蓄電裝置8為放電狀態(tài)，雙向直流變換器單元7作升壓操作，蓄電裝置8向正母線4放電；b2.若該蓄電裝置8為充電狀態(tài)，雙向直流變換器單元7作降壓操作，蓄電裝置8端電壓低于正母線4電壓，正母線4向蓄電裝置8充電；c.由控制電路71檢測蓄電裝置8充放電循環(huán)次數(shù)，若該充放電循環(huán)次數(shù)等于設(shè)定循環(huán)次數(shù)，則該充放電電路斷開；d.計算機控制系統(tǒng)3檢測正母線電壓；e1.正母線4電壓高于某一設(shè)定值，計算機控制系統(tǒng)3將斷開部分放電狀態(tài)下的電路；e2.正母線4電壓低于某一設(shè)定值，輔助充電機2開啟并向正母線放電。
由于本發(fā)明在充放電循環(huán)過程中，利用雙向直流變換器，以需放電的電池對需充電的電池進行充電。輔助充電機對過程中的能量損耗進行補充。并完成充電蓄電裝置和放電蓄電裝置狀態(tài)測控，達到了改善能耗的目的。另外，本發(fā)明還有如下有點①自成系統(tǒng)，不會對公共電網(wǎng)產(chǎn)生影響②成本低，使用配置(變更數(shù)量、變更規(guī)格)靈活③效率高，雙向直流變換器單向升壓或降壓的效率可達0.92-0.95，一個循環(huán)的效率為0.85-0.9，相對傳統(tǒng)方式，同比節(jié)能率可達80％以上。
本發(fā)明還有其他一些變形或者改進。如果本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員受到本發(fā)明的啟發(fā)做出的顯而易見的非實質(zhì)性的改變或者改進，均屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一充放電系統(tǒng)，其特征在于，其包括一輔助充電機、一計算機控制系統(tǒng)、一正母線、一地線、一控制母線、至少兩個雙向直流變換器單元與所述雙向直流變換器單元個數(shù)相對應(yīng)的蓄電裝置，每個雙向直流變換器單元均連接于控制母線，控制母線接入所述控制系統(tǒng)；每個雙向直流變換器單元和蓄電裝置連接后接入正母線和地線之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助充電機包括電源輸出端和電源輸入端，所述電源輸出端接入所述正母線和地線，所述輸入端接入外部電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向直流變換器單元包括一控制電路、兩個三極管、一電感和二電容，兩個三極管的基極均接入所述控制電路，兩者的集電極通過導(dǎo)線連接；所述電感與其中一電容串聯(lián)后，電感端接入所述兩個三極管集電極的連接導(dǎo)線上，電容端接入所述地線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電裝置的兩極分別接入與所述電感串聯(lián)的電容兩端。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求2所述充放電系統(tǒng)的充放電方法，其特征在于包括如下過程a.由控制電路檢測蓄電裝置充、放電狀態(tài)；b1.若該蓄電裝置為放電狀態(tài)，雙向直流變換器單元作升壓操作，，蓄電裝置向正母線放電；b2.若該蓄電裝置為充電狀態(tài)，雙向直流變換器單元作降壓操作，蓄電裝置端電壓低于正母線電壓，正母線向蓄電裝置充電；c.由控制電路檢測蓄電裝置充放電循環(huán)次數(shù)，若該充放電循環(huán)次數(shù)等于設(shè)定循環(huán)次數(shù)，則該充放電電路斷開；d.計算機控制系統(tǒng)檢測正母線電壓；e1.正母線電壓高于某一設(shè)定值，計算機控制系統(tǒng)將斷開部分放電狀態(tài)下的電路；e2.正母線電壓低于某一設(shè)定值，輔助充電機開啟并向正母線放電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充放電系統(tǒng)和一種充放電方法，特別涉及一種在蓄電裝置生產(chǎn)過程中為蓄電裝置充放電的系統(tǒng)和充放電方法。一充放電系統(tǒng)，其特征在于，其包括一輔助充電機、一計算機控制系統(tǒng)、一正母線、一地線、一控制母線、至少兩個雙向直流變換器單元與所述雙向直流變換器單元個數(shù)相對應(yīng)的蓄電裝置，每個雙向直流變換器單元均連接于控制母線，控制母線接入所述控制系統(tǒng)；每個雙向直流變換器單元和蓄電裝置連接后接入正母線和地線之間。由于本發(fā)明在充放電循環(huán)過程中，利用雙向直流變換器，以需放電的電池對需充電的電池進行充電。輔助充電機對過程中的能量損耗進行補充。并完成充電蓄電裝置和放電蓄電裝置狀態(tài)測控，達到了改善能耗的目的。
文檔編號H01M10/44GK1738147SQ20051003571
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者路東文 申請人:珠海金電電源工業(yè)有限公司