CN102361101A - 一种电池节能充放电的方法及测试系统 - Google Patents

一种电池节能充放电的方法及测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池节能充放电测试技术领域，特别是涉及一种电池节能充放电的方法及测试系统，当所有电池都处于充电状态时，能量从电网依次经过直流-交流变换单元、直流-直流变换单元、电池；当所有电池处于放电状态时，能量从电池依次经过直流-直流变换单元、直流-交流变换单元、电网；当电池充、放电能量不相等的时候，通过直流-交流变换单元和电网来调节能量不平衡的部分。本发明同时实现了对电池的充电和放电，将电池放电时的电能回馈到电网中，实现能量的循环利用，达到节能效果，让部分电池分别工作于充电和放电状态，使电池能量在两部分电池之间互相传递，不经过电网，循环利用电能的效率更高，不但节能，而且充放电一体，操作简单高效。

Description

一种电池节能充放电的方法及测试系统
技术领域
本发明涉及电池节能充放电测试技术领域，特别是涉及一种电池节能充放电的方法及测试系统。
背景技术
可充电电池（如锂电池、铅酸电池等）在出厂之前通常需要进行化成、分容两个步骤，所谓化成、分容就是通过对电池进行充电和放电，使电池的内部极板的化学物质充分激活，并且通过充放电过程，判断电池的容量，进行筛选、归类。传统的化成、分容的方法是通过将电池接到充电器进行充电，然后将电池接到电阻进行放电，这需要消耗很大的能量，特别是大容量电池。
现有技术中，国内的电池生产企业大部分采用的还是原始落后的充放电设备来进行化成分容，即充电设备和放电设备分开，充电设备将市电转化成直流电给电池供电，由于充电电压范围窄，一般只能适合几种类型的电池使用；而放电设备一般采用电阻作为负载，将电池的能量通过电阻发热消耗掉；还有一小部分企业采用晶闸管有源逆变放电装置来进行放电，将蓄电池能量送回电网，但该装置存在以下缺陷：1）容易发生逆变颠覆现象；2)对电网的谐波污染较大，晶闸管有源逆变放电装置注入电网的电流为方波，谐波含量大；3)放电电流纹波系数大。
为了解决上述问题，专利号为ZL.200520053515.4的中国实用新型专利公开了一种节能型电池充放电系统，其技术方案采用储电装置和被测电池之间进行充放电的方式实现节能，并且充放电一体，该充放电系统存在以下缺点：1）储电装置体积大，且由于经常处于充放电工作状态，寿命短，需要经常更新储电装置，维护成本高；2）储电装置能量和被测电池能量存在不匹配的问题，当被测电池的能量大于储电装置能吸收的能量的时候，被测电池放电时，储电装置电压将会很高，甚至烧毁储电装置。
专利申请号为200710134763.5的中国发明专利公开了一种蓄电池化成充放电主电路结构，其技术方案是利用并网逆变技术和非隔离双向变换技术，实现了电池的充放电一体化，并实现了放电的节能，但是该方法只适用于高压电池（即电池需串联多个），而电池化成的时候一般是不串联多个的，由此，该方法的实用性不强。
因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种节能、高效、实用、节约成本的电池节能充放电的方法及系统。
发明内容
本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节能、高效、实用、节约成本的电池节能充放电的方法。
本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节能、高效、实用、节约成本的电池节能充放电的测试系统。
本发明的目的通过以下技术措施实现：
提供一种电池节能充放电的方法，包括有以下步骤：
A．先将每个电池连接到相应的直流-直流变换单元，每个直流-直流变换单元与公共直流母线的一端连接，所述公共直流母线的另一端与直流-交流变换单元的一端连接，所述直流-交流变换单元的另一端与电网连接；
B．当电池处于放电状态时，电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线；
C．当电池处于充电状态时，电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量；
D．当部分电池处于充电状态，部分电池处于放电状态时，处于放电状态的电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线，处于充电状态的电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量，当电池充、放电能量不相等时，通过直流-交流变换单元和电网来调节能量不平衡的能量，其中，
当充电能量大于放电能量时，电池通过直流-交流变换单元从电网补充吸收不平衡部分的充电能量；
当放电能量大于充电能量时，电池通过直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
优选的，所述直流-交流变换单元设置为一个，所述直流-交流变换单元至少连接一个所述直流-直流变换单元，所述直流-直流变换单元和直流-交流变换单元均为双向变换器。
更优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一Flyback双向变换器和第一单相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、零线连接，电感L2的另一端接火线。
更优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括所述第一Flyback双向变换器和三相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述三相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10，电感L2、L3、L4，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极、场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极、场效应管Q10的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、电感L3的一端连接，场效应管Q10的漏极与场效应管Q9的源极、电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端与交流电源C相连接，电感L2的另一端与交流电源A相连接，电感L3的另一端与交流电源B相连接。
更优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一单相全桥变换器和工频隔离变压器T3，所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C1的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C1的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、工频隔离变压器T3的初级线圈的一端连接，电感L2的另一端与工频隔离变压器T3的初级线圈的另一端连接，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的一端连接火线，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的另一端连接零线。
更优选的，所述直流-直流变换单元为第二Flyback双向变换器，所述第二Flyback双向变换器包括变压器T11、场效应管Q13和Q14、电容C12、电阻R2，所述变压器T11的初级线圈的一端与被测电池的正极连接，所述变压器T11的初级线圈的另一端与场效应管Q13的漏极连接，所述场效应管Q13的源极与电阻R2的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的一端与电容C12的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的另一端与场效应管Q14的漏极连接，场效应管Q14的源极与电容C12的另一端连接，电阻R2的另一端连接被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括BUCK/BOOST双向变换器和第二单相全桥双向变换器，其中，所述BUCK/BOOST双向变换器包括电感L11、电阻R11、电容C11、场效应管Q11和Q12，所述电感L11的一端与所述电容C12的一端连接，所述电感L11的另一端与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与场效应管Q12的源极、场效应管Q11的漏极连接，所述场效应管Q12的漏极与电容C11的一端，电容C11的另一端与场效应管Q11的源极、电容C12的另一端连接；所述第二单相全桥双向变换器包括场效应管Q15、Q16、Q17、Q18，电感L12，所述场效应管Q15的漏极与所述电容C11的一端、场效应管Q17的漏极连接，场效应管Q15的源极与场效应管Q16的漏极、电感L12的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C11的另一端、场效应管Q18的源极连接，场效应管Q18的漏极与场效应管Q17的源极、零线连接，电感L12的另一端接火线。
本发明还提供一种电池节能充放电测试系统，包括有直流-直流变换单元以及直流-交流变换单元，每个被测电池连接一个所述直流-直流变换单元，所述每个直流-直流变换单元通过公共直流母线与所述直流-交流变换单元连接，所述直流-交流变换单元与电网连接；
当被测电池处于放电状态时，被测电池通过所述直流-直流变换单元将能量释放到所述公共直流母线；
当被测电池处于充电状态时，被测电池通过所述直流-直流变换单元吸收所述公共直流母线的能量；
当部分被测电池处于充电状态，部分被测电池处于放电状态时，处于放电状态的被测电池通过所述直流-直流变换单元将能量释放到所述公共直流母线，处于充电状态的被测电池通过所述直流-直流变换单元吸收所述公共直流母线的能量，当被测电池充、放电能量不相等时，其中，
当充电能量大于放电能量时，被测电池通过所述直流-交流变换单元从电网补充吸收不平衡部分的充电能量；
当放电能量大于充电能量时，被测电池通过所述直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一Flyback双向变换器和第一单相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、零线连接，电感L2的另一端接火线。
优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括所述第一Flyback双向变换器和三相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述三相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10，电感L2、L3、L4，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极、场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极、场效应管Q10的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、电感L3的一端连接，场效应管Q10的漏极与场效应管Q9的源极、电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端与交流电源C相连接，电感L2的另一端与交流电源A相连接，电感L3的另一端与交流电源B相连接。
优选的，所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一单相全桥变换器和工频隔离变压器T3，所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C1的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C1的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、工频隔离变压器T3的初级线圈的一端连接，电感L2的另一端与工频隔离变压器T3的初级线圈的另一端连接，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的一端连接火线，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的另一端连接零线。
优选的，所述直流-直流变换单元为第二Flyback双向变换器，所述第二Flyback双向变换器包括变压器T11、场效应管Q13和Q14、电容C12、电阻R2，所述变压器T11的初级线圈的一端与被测电池的正极连接，所述变压器T11的初级线圈的另一端与场效应管Q13的漏极连接，所述场效应管Q13的源极与电阻R2的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的一端与电容C12的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的另一端与场效应管Q14的漏极连接，场效应管Q14的源极与电容C12的另一端连接，电阻R2的另一端连接被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括BUCK/BOOST双向变换器和第二单相全桥双向变换器，其中，所述BUCK/BOOST双向变换器包括电感L11、电阻R11、电容C11、场效应管Q11和Q12，所述电感L11的一端与所述电容C12的一端连接，所述电感L11的另一端与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与场效应管Q12的源极、场效应管Q11的漏极连接，所述场效应管Q12的漏极与电容C11的一端，电容C11的另一端与场效应管Q11的源极、电容C12的另一端连接；
所述第二单相全桥双向变换器包括场效应管Q15、Q16、Q17、Q18，电感L12，所述场效应管Q15的漏极与所述电容C11的一端、场效应管Q17的漏极连接，场效应管Q15的源极与场效应管Q16的漏极、电感L12的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C11的另一端、场效应管Q18的源极连接，场效应管Q18的漏极与场效应管Q17的源极、零线连接，电感L12的另一端接火线。
本发明的有益效果：
本发明的一种电池节能充放电的方法及测试系统，当所有电池都处于充电状态时，能量从电网依次经过直流-交流变换单元、直流-直流变换单元、电池，即电网能量经过测试系统后给电池充电；当所有电池处于放电状态时，能量从电池依次经过直流-直流变换单元、直流-交流变换单元、电网，即电池放电能量经过测试系统后返回到电网中；当部分电池处于充电状态，部分电池处于放电状态时，处于放电状态的电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线，处于充电状态的电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线上的能量，当电池充放电能量不相等的时候，通过直流-交流变换单元和电网来调节能量不平衡的部分，即当充电能量大于放电能量时，通过直流-交流变换单元从电网补充部分充电能量，当放电能量大于充电能量时，通过直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
本发明通过双向电力电子变化技术，同时实现了对电池的充电和放电，既可以作为充电器给电池充电，也可以作为放电设备将电池的电量放到电网中去，从而将被测电池放电时的电能回馈到电网中，实现能量的循环利用，达到节能效果，让部分被测电池分别工作于充电和放电状态，使被测电池能量在两部分被测电池之间互相传递，不经过电网，循环利用电能的效率更高，不但节能，而且充放电一体，操作简单高效。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的一种电池节能充放电测试系统的实施例2的原理方框图。
图2是本发明的一种电池节能充放电测试系统的实施例3的电路图。
图3是本发明的一种电池节能充放电测试系统的实施例4的电路图。
图4是本发明的一种电池节能充放电测试系统的实施例5的电路图。
图5是本发明的一种电池节能充放电测试系统的实施例6的电路图。
在图1至图5中包括有：
直流-直流变换单元1、直流-交流变换单元2；
第一Flyback双向变换器21、第一单相全桥双向变换器22、三相全桥双向变换器23；BUCK/BOOST双向变换器25、第二单相全桥双向变换器26。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明的一种电池节能充放电的方法，包括有以下步骤：
A．先将每个电池连接到相应的直流-直流变换单元，每个直流-直流变换单元与公共直流母线的一端连接，所述公共直流母线的另一端与直流-交流变换单元的一端连接，所述直流-交流变换单元的另一端与电网连接；
B．当电池处于放电状态时，电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线；
C．当电池处于充电状态时，电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量；
D．当部分电池处于充电状态，部分电池处于放电状态时，处于放电状态的电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线，处于充电状态的电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量，当电池充、放电能量不相等时，通过直流-交流变换单元和电网来调节能量不平衡的能量，其中，
当充电能量大于放电能量时，电池通过直流-交流变换单元从电网补充吸收不平衡部分的充电能量；
当放电能量大于充电能量时，电池通过直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
其中，直流-交流变换单元设置为一个，直流-交流变换单元至少连接一个直流-直流变换单元，直流-直流变换单元和直流-交流变换单元均为双向变换器。
实施例2
本发明的一种电池节能充放电测试系统如图1所示，包括有被测电池、直流-直流变换单元以及直流-交流变换单元1，每个被测电池连接一个直流-直流变换单元1，直流-直流变换单元1通过公共直流母线与直流-交流变换单元2连接，直流-交流变换单元2与电网连接。 
该系统存在三种工作方式：
1. 当所有被测电池都处于充电状态时，能量从电网依次经过直流-交流变换单元2、直流-直流变换单元1、被测电池，即电网能量经过测试系统后给被测电池充电；
2. 当所有被测电池处于放电状态时，能量从被测电池依次经过直流-直流变换单元1、直流-交流变换单元2、电网，即被测电池放电能量经过测试系统后返回到电网中；
3. 当部分被测电池处于充电状态，部分被测电池处于放电状态时，处于放电状态的被测电池通过直流-直流变换单元1将能量释放到公共直流母线，处于充电状态的被测电池通过直流-直流变换单元1吸收公共直流母线上的能量，即充电被测电池和放电被测电池通过直流-直流变换单元1互相充放电。
当被测电池充、放电能量不相等的时候，通过直流-交流变换单元2和电网来调节能量不平衡的部分。其中，当充电能量大于放电能量时，通过直流-交流变换单元2从电网补充部分充电能量；当放电能量大于充电能量时，通过直流-交流变换单元2将多余的能量回馈到电网中。
本发明的电池节能充放电测试系统同时实现了对电池的充电和放电，既可以作为充电器给电池充电，又可以作为放电设备将电池的电量放到电网中去，从而将被测电池放电时的电能回馈到电网中，实现能量的循环利用，达到节能效果，让部分被测电池分别工作于充电和放电状态，使被测电池能量在两部分被测电池之间互相传递，不经过电网，循环利用电能的效率更高，不但节能，而且充放电一体，操作简单高效。
实施例3
本实施例的一种电池节能充放电测试系统如图2所示，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：
直流-直流变换单元1设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，电感L1的一端与被测电池的正极连接，电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
直流-交流变换单元2包括第一Flyback双向变换器21和第一单相全桥双向变换器22，其中，第一Flyback双向变换器21包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，场效应管Q3的源极与电容C1的另一端连接，变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
第一单相全桥双向变换器22包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，场效应管Q5的漏极与电容C2的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、零线连接，电感L2的另一端接火线。
实施例4
本实施例的一种电池节能充放电测试系统如图3所示，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于： 
直流-直流变换单元1设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，电感L1的一端与被测电池的正极连接，电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
直流-交流变换单元2包括第一Flyback双向变换器21和三相全桥双向变换器23，其中，第一Flyback双向变换器21包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，场效应管Q3的源极与电容C1的另一端连接，变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
三相全桥双向变换器23包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10，电感L2、L3、L4，场效应管Q5的漏极与电容C2的一端、场效应管Q7的漏极、场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极、场效应管Q10的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、电感L3的一端连接，场效应管Q10的漏极与场效应管Q9的源极、电感L4的一端连接，电感L4的另一端与交流电源C相连接，电感L2的另一端与交流电源A相连接，电感L3的另一端与交流电源B相连接。
实施例5
本实施例的一种电池节能充放电测试系统如图4所示，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：
直流-直流变换单元1设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，电感L1的一端与被测电池的正极连接，电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
直流-交流变换单元2包括第一单相全桥变换器22和工频隔离变压器T3，第一单相全桥双向变换器22包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，场效应管Q5的漏极与电容C1的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C1的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、工频隔离变压器T3的初级线圈的一端连接，电感L2的另一端与工频隔离变压器T3的初级线圈的另一端连接，工频隔离变压器T3的次级线圈的一端连接火线，工频隔离变压器T3的次级线圈的另一端连接零线。
实施例6
本实施例的一种电池节能充放电测试系统如图5所示，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于：
直流-直流变换单元1为第二Flyback双向变换器，第二Flyback双向变换器包括变压器T11、场效应管Q13和Q14、电容C12、电阻R2，变压器T11的初级线圈的一端与被测电池的正极连接，变压器T11的初级线圈的另一端与场效应管Q13的漏极连接，场效应管Q13的源极与电阻R2的一端连接，变压器T11的次级线圈的一端与电容C12的一端连接，变压器T11的次级线圈的另一端与场效应管Q14的漏极连接，场效应管Q14的源极与电容C12的另一端连接，电阻R2的另一端连接被测电池的负极连接；
直流-交流变换单元2包括BUCK/BOOST双向变换器25和第二单相全桥双向变换器26，其中，BUCK/BOOST双向变换器25包括电感L11、电阻R11、电容C11、场效应管Q11和Q12，电感L11的一端与电容C12的一端连接，电感L11的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与场效应管Q12的源极、场效应管Q11的漏极连接，场效应管Q12的漏极与电容C11的一端，电容C11的另一端与场效应管Q11的源极、电容C12的另一端连接；
第二单相全桥双向变换器26包括场效应管Q15、Q16、Q17、Q18，电感L12，场效应管Q15的漏极与电容C11的一端、场效应管Q17的漏极连接，场效应管Q15的源极与场效应管Q16的漏极、电感L12的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C11的另一端、场效应管Q18的源极连接，场效应管Q18的漏极与场效应管Q17的源极、零线连接，电感L12的另一端接火线。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (11)

1.一种电池节能充放电的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
A．先将每个电池连接到相应的直流-直流变换单元，每个直流-直流变换单元与公共直流母线的一端连接，所述公共直流母线的另一端与直流-交流变换单元的一端连接，所述直流-交流变换单元的另一端与电网连接；
B．当电池处于放电状态时，电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线；
C．当电池处于充电状态时，电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量；
D．当部分电池处于充电状态，部分电池处于放电状态时，处于放电状态的电池通过直流-直流变换单元将能量释放到公共直流母线，处于充电状态的电池通过直流-直流变换单元吸收公共直流母线的能量，当电池充、放电能量不相等时，通过直流-交流变换单元和电网来调节能量不平衡的能量，其中，
当充电能量大于放电能量时，电池通过直流-交流变换单元从电网补充吸收不平衡部分的充电能量；
当放电能量大于充电能量时，电池通过直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
2.根据权利要求1所述的一种电池节能充放电的方法，其特征在于：所述直流-交流变换单元设置为一个，所述直流-交流变换单元至少连接一个所述直流-直流变换单元，所述直流-直流变换单元和直流-交流变换单元均为双向变换器。
3. 根据权利要求2所述的一种电池节能充放电的方法，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一Flyback双向变换器和第一单相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、零线连接，电感L2的另一端接火线。
4.根据权利要求2所述的一种电池节能充放电的方法，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括所述第一Flyback双向变换器和三相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述三相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10，电感L2、L3、L4，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极、场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极、场效应管Q10的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、电感L3的一端连接，场效应管Q10的漏极与场效应管Q9的源极、电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端与交流电源C相连接，电感L2的另一端与交流电源A相连接，电感L3的另一端与交流电源B相连接。
5.根据权利要求2所述的一种电池节能充放电的方法，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一单相全桥变换器和工频隔离变压器T3，所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C1的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C1的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、工频隔离变压器T3的初级线圈的一端连接，电感L2的另一端与工频隔离变压器T3的初级线圈的另一端连接，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的一端连接火线，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的另一端连接零线。
6.根据权利要求2所述的一种电池节能充放电的方法，其特征在于：所述直流-直流变换单元为第二Flyback双向变换器，所述第二Flyback双向变换器包括变压器T11、场效应管Q13和Q14、电容C12、电阻R2，所述变压器T11的初级线圈的一端与被测电池的正极连接，所述变压器T11的初级线圈的另一端与场效应管Q13的漏极连接，所述场效应管Q13的源极与电阻R2的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的一端与电容C12的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的另一端与场效应管Q14的漏极连接，场效应管Q14的源极与电容C12的另一端连接，电阻R2的另一端连接被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括BUCK/BOOST双向变换器和第二单相全桥双向变换器，其中，所述BUCK/BOOST双向变换器包括电感L11、电阻R11、电容C11、场效应管Q11和Q12，所述电感L11的一端与所述电容C12的一端连接，所述电感L11的另一端与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与场效应管Q12的源极、场效应管Q11的漏极连接，所述场效应管Q12的漏极与电容C11的一端，电容C11的另一端与场效应管Q11的源极、电容C12的另一端连接；
所述第二单相全桥双向变换器包括场效应管Q15、Q16、Q17、Q18，电感L12，所述场效应管Q15的漏极与所述电容C12的一端、场效应管Q17的漏极连接，场效应管Q15的源极与场效应管Q16的漏极、电感L12的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C12的另一端、场效应管Q18的源极连接，场效应管Q18的漏极与场效应管Q17的源极、零线连接，电感L12的另一端接火线。
7.一种电池节能充放电的测试系统，其特征在于：包括有直流-直流变换单元以及直流-交流变换单元，每个被测电池连接一个所述直流-直流变换单元，所述每个直流-直流变换单元通过公共直流母线与所述直流-交流变换单元连接，所述直流-交流变换单元与电网连接；
当被测电池处于放电状态时，被测电池通过所述直流-直流变换单元将能量释放到所述公共直流母线；
当被测电池处于充电状态时，被测电池通过所述直流-直流变换单元吸收所述公共直流母线的能量；
当部分被测电池处于充电状态，部分被测电池处于放电状态时，处于放电状态的被测电池通过所述直流-直流变换单元将能量释放到所述公共直流母线，处于充电状态的被测电池通过所述直流-直流变换单元吸收所述公共直流母线的能量，当被测电池充、放电能量不相等时，其中，
当充电能量大于放电能量时，被测电池通过所述直流-交流变换单元从电网补充吸收不平衡部分的充电能量；
当放电能量大于充电能量时，被测电池通过所述直流-交流变换单元将多余的能量回馈到电网中。
8.根据权利要求7所述的一种电池节能充放电测试系统，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一Flyback双向变换器和第一单相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与所述场效应管Q2的漏极连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、零线连接，电感L2的另一端接火线。
9.根据权利要求7述的一种电池节能充放电测试系统，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一Flyback双向变换器和三相全桥双向变换器，其中，所述第一Flyback双向变换器包括变压器T1、场效应管Q3和Q4、电容C2，所述变压器T1的初级线圈的一端与电容C1的一端连接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极与所述电容C1的另一端连接，所述变压器T1的次级线圈的一端与电容C2的一端连接，所述变压器T1的次级线圈的另一端与场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q4的源极与电容C2的另一端连接；
所述三相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10，电感L2、L3、L4，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C2的一端、场效应管Q7的漏极、场效应管Q9的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q6的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q6的源极与电容C2的另一端、场效应管Q8的源极、场效应管Q10的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、电感L3的一端连接，场效应管Q10的漏极与场效应管Q9的源极、电感L4的一端连接，所述电感L4的另一端与交流电源C相连接，电感L2的另一端与交流电源A相连接，电感L3的另一端与交流电源B相连接。
10.根据权利要求7述的一种电池节能充放电测试系统，其特征在于：所述直流-直流变换单元设置有BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路，所述BUCK/BOOST双向非隔离式直流-直流变换电路包括有电感L1、电阻R1、电容C1、场效应管Q1和Q2，所述电感L1的一端与被测电池的正极连接，所述电感L1的另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与场效应管Q2的源极、场效应管Q1的漏极连接，所述场效应管Q2的漏极与电容C1的一端，电容C1的另一端与场效应管Q1的源极、被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括第一单相全桥变换器和工频隔离变压器T3，所述第一单相全桥双向变换器包括场效应管Q5、Q6、Q7、Q8，电感L2，所述场效应管Q5的漏极与所述电容C1的一端、场效应管Q7的漏极连接，场效应管Q5的源极与场效应管Q16的漏极、电感L2的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C1的另一端、场效应管Q8的源极连接，场效应管Q8的漏极与场效应管Q7的源极、工频隔离变压器T3的初级线圈的一端连接，电感L2的另一端与工频隔离变压器T3的初级线圈的另一端连接，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的一端连接火线，所述工频隔离变压器T3的次级线圈的另一端连接零线。
11.根据权利要求7所述的一种电池节能充放电测试系统，其特征在于：所述直流-直流变换单元为第二Flyback双向变换器，所述第二Flyback双向变换器包括变压器T11、场效应管Q13和Q14、电容C12、电阻R2，所述变压器T11的初级线圈的一端与被测电池的正极连接，所述变压器T11的初级线圈的另一端与场效应管Q13的漏极连接，所述场效应管Q13的源极与电阻R2的一端连接，所述变压器T11的次级线圈的一端与电容C12的一端连接连接，所述变压器T11的次级线圈的另一端与场效应管Q14的漏极连接，场效应管Q14的源极与电容C12的另一端连接，电阻R2的另一端连接被测电池的负极连接；
所述直流-交流变换单元包括BUCK/BOOST双向变换器和第二单相全桥双向变换器，其中，所述BUCK/BOOST双向变换器包括电感L11、电阻R11、电容C11、场效应管Q11和Q12，所述电感L11的一端与所述电容C12的一端连接，所述电感L11的另一端与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与场效应管Q12的源极、场效应管Q11的漏极连接，所述场效应管Q12的漏极与电容C11的一端，电容C11的另一端与场效应管Q11的源极、电容C12的另一端连接；所述第二单相全桥双向变换器包括场效应管Q15、Q16、Q17、Q18，电感L12，所述场效应管Q15的漏极与所述电容C11的一端、场效应管Q17的漏极连接，场效应管Q15的源极与场效应管Q16的漏极、电感L12的一端连接，场效应管Q16的源极与电容C11的另一端、场效应管Q18的源极连接，场效应管Q18的漏极与场效应管Q17的源极、零线连接，电感L12的另一端接火线。
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