CN100375366C - 充放电系统及充放电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充放电系统和一种充放电方法，特别涉及一种在蓄电装置生产过程中为蓄电装置充放电的系统和充放电方法。一充放电系统，其特征在于，其包括一辅助充电机、一计算机控制系统、一正母线、一地线、一控制母线、至少两个双向直流变换器单元与所述双向直流变换器单元个数相对应的蓄电装置，每个双向直流变换器单元均连接于控制母线，控制母线接入所述控制系统；每个双向直流变换器单元和蓄电装置连接后接入正母线和地线之间。由于本发明在充放电循环过程中，利用双向直流变换器，以需放电的电池对需充电的电池进行充电。辅助充电机对过程中的能量损耗进行补充。并完成充电蓄电装置和放电蓄电装置状态测控，达到了改善能耗的目的。

Description

充放电系统及充放电方法
技术领域
本发明涉及一种充放电系统和一种充放电方法，特别涉及一种在蓄电装置生产过程中为蓄电装置充放电的系统和充放电方法。
背景技术
蓄电装置生产过程中，出厂前的充放电循环一般需要进行2-5次，这一流程中将产生大量的能耗。传统放电循环为：以充电机对蓄电装置充电，充满后以定额负载对蓄电装置进行放电。定额负载一般为电阻器、灯泡组或电解液等耗能设备进行放电，使能源白白浪费掉，能耗较大。以一只12V/100Ah的蓄电装置为例，一个充放电循环所产生的能耗约为4.5kwh。以一个中型蓄电装置生产厂计，年产100万只蓄电装置，仅此一项所生产的能耗就有450万kwh之多，在今天能源紧张的状况下，该数据是比较令人触目惊心的。为了遏制上述能源浪费现象，节约成本，很多企业都相应的采取了一些措施，如利用DC-AC变换器，将放电过程中需要消耗的能量回馈至公用电网是一种经常使用的方法，但这种方法有如下缺陷：1.并网准入制的约束。即用电户变为供电户向公用电网供电的合法性，这当中涉及到大量的技术与制度法规问题。2.过程中的失效问题，因一般的DC-AC变换器需要较高的直流端供电电压，蓄电装置在充放电过程中须十至几十只组成蓄电装置组进行，这样在整个充放电循环中，如有一只或几只失效，将导致整组蓄电装置在这一循环中的充放电无效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可同时对多组蓄电装置进行充放电操作，并且利用放电蓄电装置对充电蓄电装置充电，从而克服现有技术中将蓄电装置放电过程中需要释放的能量白白浪费掉和连入公用电网的相关缺陷。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：提供一充放电系统，其包括一辅助充电机、一计算机控制系统、一正母线、一地线、一控制母线、至少两个双向直流变换器单元与所述双向直流变换器单元个数相对应的蓄电装置，每个双向直流变换器单元均连接于控制母线，控制母线接入所述控制系统；每个双向直流变换器单元和蓄电装置连接后接入正母线和地线之间，所述辅助充电机的电源输出端接入所述正母线和地线，所述辅助充电机的输入端接入外部电源；所述双向直流变换器单元包括一控制电路、两个三极管、一电感和二电容，两个三极管的基极均接入所述控制电路，两个三极管的集电极通过导线连接；所述电感与其中一电容串联，该电感另一端接入所述两个三极管集电极的连接导线上，该电容另一端接入所述地线；另一个电容两极分别接入与所述正母线和地线相连的主干导线。
还提供一种应用上述充放电系统的充放电方法，其包括如下过程：第一步，由控制电路检测蓄电装置充、放电状态；第二步，若该蓄电装置为放电状态，双向直流变换器单元以升压模式工作，蓄电装置向正母线放电，若该蓄电装置为充电状态，双向直流变换器单元以降压模式工作，蓄电装置端电压低于正母线电压，正母线向蓄电装置充电；第三步，由控制电路检测蓄电装置充放电循环次数，若该充放电循环次数等于设定循环次数，则该充放电电路断开；第四步，计算机控制系统检测正母线电压；第五步，若正母线电压高于某一设定值，计算机控制系统将断开部分放电状态下的电路，若正母线电压低于某一设定值，辅助充电机开启并向正母线放电。
由于本发明在充放电循环过程中，利用双向直流变换器，以需放电的电池对需充电的电池进行充电。辅助充电机对过程中的能量损耗进行补充。并完成充电蓄电装置和放电蓄电装置状态测控，达到了改善能耗的目的。
附图说明
图1为本发明充放电系统电路图；
具体实施方式
参见图1，一充放电系统，其包括一连接外部电源1的辅助充电机2、一计算机控制系统3、一正母线4、一地线5、一控制母线6、至少两个双向直流变换器单元7和与所述双向直流变换器单元7个数相对应的蓄电装置8；每个双向直流变换器单元7均连接入控制母线6；每个双向直流变换器单元7和蓄电装置8连接后接入正母线4和地线5之间。所述控制母线6接入所述计算机控制系统3，所述计算机控制系统3设置于辅助充电机2内。辅助充电机2包括电源输出端和电源输入端，辅助充电机2的电源输出端接入所述正母线4和地线5，所述辅助充电机2的电源输入端接入所述外部电源1；所述外部电源1一般为市电即公用电网。所述辅助充电机2为成熟的高频开关整流器构成，也可对电池生产厂的原有充电机进行改造来实现。
所述双向直流变换器单元7包括一控制电路71、两个三极管72、一电感73和两电容74、75、导线若干；所述双向直流变换器单元7通过所述控制电路71连接入控制母线6；所述控制电路71还接入与所述正母线4和地线5分别相连的主干导线。所述两个三极管72分别是NPN型和PNP型，两者的基极均接入所述控制电路71，两者的集电极通过导线连接；所述NPN型三极管的发射极接入与所述正母线4相连的主干导线，所述PNP型三极管的发射极接入与所述地线5相连的主干导线。所述电感73与电容74串联后，所述电感73一端接入所述两个三极管72集电极的连接导线上，电容74一极接入所述地线5。所述电容75的两极分别接入与所述正母线4和地线5相连的主干导线。所述蓄电装置8的两极分别接入与所述电感73串联的电容74两端。所述控制电路71只需对标准IC加入辅助电路即可实现。
所述双向直流变换器单元7在所联接蓄电装置8需进行放电时以升压形式工作，按定额电流对蓄电装置8进行放电，将所产生的能量送上母线，供需充电的电池使用。
当该蓄电装置8完成放电后，双向直流变换器单元转接为降电形式工作，按定额电流对蓄电装置进行充电，所需能量由母线上取得。
因为蓄电装置充放电过程会产生损耗(电
Figure C20051003571300071
化学能转换效率)，另外，双向直流变换器也产生一定的损耗(其效率约为0.92-0.95)，故此，蓄电装置放电过程的时间总是少于蓄电装置充电过程的时间。即放电过程完结后，充电过程仍需进行。这部分能量通过辅助充电机来提供。
由于参与充放电循环过程的电池数量很多(可达几十至几百只)，并且每只参与该过程电池的参数差异及参与的启止时间不同，故需在辅助充电机中设置一个计算机控制系统，对所有参与充放电过程的蓄电装置及双向直流变换器单元进行测量、控制，保证每只蓄电装置按设定数据，完成充放电循环，充定数据包括了：充电率设定、放电率设定、循环次数设定、充电率测量、放电率测量。
下面简要描述上述充放电系统的操作过程，在按照上述充放电系统的电路原理图连接好各个设备后，在所述计算机控制系统3的控制下，上述充放电系统将按照如下过程进行：第一步，由控制电路71检测蓄电装置8的充、放电状态；第二步，若该蓄电装置8为放电状态，双向直流变换器单元7作升压操作，蓄电装置8向正母线4放电，若该蓄电装置8为充电状态，双向直流变换器单元7作降压操作，蓄电装置8端电压低于正母线4电压，正母线4向蓄电装置8充电；第三步，由控制电路71检测蓄电装置8充放电循环次数，若该充放电循环次数等于设定循环次数，则该充放电电路断开；第四步，计算机控制系统3检测正母线电压；第五步，正母线4电压高于某一设定值，计算机控制系统3将断开部分放电状态下的电路，正母线4电压低于某一设定值，辅助充电机2开启并向正母线放电。
由于本发明在充放电循环过程中，利用双向直流变换器，以需放电的电池对需充电的电池进行充电。辅助充电机对过程中的能量损耗进行补充。并完成充电蓄电装置和放电蓄电装置状态测控，达到了改善能耗的目的。另外，本发明还有如下有点①自成系统，不会对公共电网产生影响②成本低，使用配置(变更数量、变更规格)灵活③效率高，双向直流变换器单向升压或降压的效率可达0.92-0.95，一个循环的效率为0.85-0.9，相对传统方式，同比节能率可达80％以上。
本发明还有其他一些变形或者改进。如果本技术领域的技术人员受到本发明的启发做出的显而易见的非实质性的改变或者改进，均属于本发明权利要求书的保护范围。

Claims (3)

1.一充放电系统，其特征在于，其包括一辅助充电机、一计算机控制系统、一正母线、一地线、一控制母线、至少两个双向直流变换器单元与所述双向直流变换器单元个数相对应的蓄电装置，每个双向直流变换器单元均连接于控制母线，控制母线接入所述控制系统；每个双向直流变换器单元和蓄电装置连接后接入正母线和地线之间，所述辅助充电机的电源输出端接入所述正母线和地线，所述辅助充电机的输入端接入外部电源；所述双向直流变换器单元包括一控制电路、两个三极管、一电感和二电容，两个三极管的基极均接入所述控制电路，两个三极管的集电极通过导线连接；所述电感与其中一电容串联，该电感另一端接入所述两个三极管集电极的连接导线上，该电容另一端接入所述地线；另一个电容两极分别接入与所述正母线和地线相连的主干导线。
2.根据权利要求1所述的充放电系统，其特征在于，所述蓄电装置的两极分别接入与所述电感串联的电容两端。
3.一种应用权利要求2所述充放电系统的充放电方法，其特征在于包括如下过程：
第一步，由控制电路检测蓄电装置充、放电状态；
第二步，若该蓄电装置为放电状态，双向直流变换器单元作升压操作，蓄电装置向正母线放电，若该蓄电装置为充电状态，双向直流变换器单元作降压操作，蓄电装置端电压低于正母线电压，正母线向蓄电装置充电；
第三步，由控制电路检测蓄电装置充放电循环次数，若该充放电循环次数等于设定循环次数，则该充放电电路断开；
第四步，计算机控制系统检测正母线电压；
第五步，若正母线电压高于某一设定值，计算机控制系统将断开部分放电状态下的电路，若正母线电压低于某一设定值，辅助充电机开启并向正母线放电。
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