CN113507158B - 一种蓄电池能量回馈式充放电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池能量回馈式充放电系统，外部供电模块接口市电，为能量回收控制开关提供外部输入电源，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内部分别设置有输入总线和输出总线，通过微处理器控制能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块的工作状态，同时通过输入总线、输出总线、单刀单掷开关和单刀双掷开关的配合连接，可实现一个蓄电池模块放电的同时，其能量可回收用于另一个蓄电池模块充电或者用于负载设备工作，能量利用效率更高，并具有节能环保的意义，相同额定电压的不同厂家、不同容量的蓄电池模块均可一起进行充放电维护。

Description

一种蓄电池能量回馈式充放电系统

技术领域

本发明涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种蓄电池能量回馈式充放电系统。

背景技术

高频开关电源系统主要包括市电交流配电、整流模块、监控模块、蓄电池组、直流配电、设备负载等部分组成，其主要原理是：通过整流模块将市电转化为直流DC48V/DC110V/DC220V，为设备负载供电，同时为蓄电池组提供浮充电压，当交流中断后，由蓄电池组为设备负载提供不间断供电，确保设备仍能正常工作，当交流市电恢复后，整流模块继续为设备负载供电，同时为放电后的蓄电池组进行均充补电。

在蓄电池的生产过程中，通常都会有不少的备用或库存的蓄电池闲置，如不对这些蓄电池进行定期维护管理，将会使得这些蓄电池的使用寿命大打折扣。目前的对蓄电池进行充放电维护的方式主要采用蓄电池放电核容设备对蓄电池进行分批逐组充放电管理，而无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理；同时，在对蓄电池进行定期充放电维护时，主要通过设备负载放电或者将蓄电池从系统中退出后利用电阻发热的原理实现蓄电池能量消耗，在蓄电池的充电阶段则需全部依赖外部电源供电才能完成，不能实现一组蓄电池放电的同时为另一组蓄电池充电，能量的回收利用率不高。

发明内容

本发明提供了一种蓄电池能量回馈式充放电系统，用于解决现有技术无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理，且在蓄电池充电阶段需依赖外部电源供给才能完成、能量回收利用率不高的技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种蓄电池能量回馈式充放电系统，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池模块；

能量回收控制开关模块包括第一输入总线、第一输出总线、第一单刀单掷开关、第二单刀单掷开关、第一单刀双掷开关、若干个负载单刀双掷开关和若干个负载；

电池状态控制开关模块包括第二输入总线、第二输出总线、第三单刀单掷开关、第四单刀单掷开关和若干个第二单刀双掷开关；

外部供电模块的输出端通过第一单刀单掷开关与第一输入总线连接，若干个负载通过若干个负载单刀双掷开关分别与第一输入总线和第一输出总线连接，第一电压转换模块的输出端通过第二单刀单掷开关与第一输出总线连接，第二电压转换模块的输入端通过第一单刀双掷开关分别与第一输出总线和第一输入总线连接；

微处理器模块通过开关信号控制端口分别连接能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块；

第一电压转换模块的输入端通过第三单刀单掷开关连接第二输出总线，第二输入总线和第二输出总线分别通过若干个第二单刀双掷开关分别连接若干个蓄电池模块，第二电压转换模块的输出端通过第四单刀单掷开关连接第二输入总线；

能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块均具有电池浮充、初始放电、能量回收和电池均充四个工作状态，电池浮充、初始放电、能量回收和电池均充四个状态下的能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块动作为：

电池浮充状态：

能量回收控制开关模块：第一单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关接入第一输入总线，第二单刀单掷开关断开；

电池状态控制开关模块：

第三单刀单掷开关断开，第四单刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关切换至第二输入总线；

初始放电状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关闭合，负载单刀双掷开关接入第一输出总线，第一单刀双掷开关接入第一输入总线；

电池状态控制开关模块：第二单刀双掷开关从第二输入总线切换到第二输出总线；

能量回收状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关接入第一输出总线；

电池状态控制开关模块：第三单刀单掷开关和第四单刀单掷开关保持闭合，被充电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关从第二输出总线切换至第二输入总线，放电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关从第二输入总线切换至第二输出总线；

电池均充状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关断开，第一单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关切换接入第一输入总线；

电池状态控制开关模块：断开放电至截止电压的蓄电池模块对应的第三单刀单掷开关，闭合第四单刀单掷开关，保持未充满电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关与第二输入总线连接。

可选地，若干个负载包括设备散热风扇。

可选地，还包括电池信息管理模块和用于存放蓄电池模块的电池存放模块；

电池信息管理模块分别与微处理器和调压监测显示模块连接；

电池存放模块内设调压监测显示模块和温度传感器，第二单刀双掷开关通过调压监测显示模块与蓄电池模块连接，调压监测显示模块和温度传感器均与蓄电池模块连接，电池信息管理模块和调压监测显示模块连接。

可选地，电池存放模块内还设有第五单刀单掷开关，第二单刀双掷开关通过第五单刀单掷开关与调压监测显示模块连接。

可选地，蓄电池模块为蓄电池组；

第一输入总线为220V交流市电输入总线，第一输出总线为DC/AC逆变模块的220V交流输出总线，第一电压转换模块为DC/AC逆变模块，第二电压转换模块为AC/DC模块，第二输入总线为AC/DC模块的48V直流输出总线，第二输出总线为蓄电池组的48V直流输出总线。

可选地，若干个负载还包括防爆空调。

可选地，蓄电池模块为单体蓄电池；

第一输入总线为外部供电模块AC/DC变换后的直流输入总线，第一输出总线为DC/DC升压变换后的直流输出总线，第二输入总线为DC/DC降压变换后的直流输入总线，第二输出总线为多个蓄电池的直流输出总线，第一电压转换模块为DC/DC升压模块，第二电压转换模块为DC/DC降压模块；

外部供电模块为AC/DC模块，AC/DC模块的输入端接市电，输出端与第一单刀单掷开关连接。

可选地，第一输入总线为12V直流输入总线，第一输出总线为12V直流输出总线，第二输入总线为2.3V直流输入总线，第二输出总线为2.3V直流输出总线。

可选地，若干个负载还包括单体蓄电池散热风扇；

单体蓄电池散热风扇设置在电池存放模块内。

可选地，多个电池存放模块以储物格的方式排列摆放，每个储物格设有编号，并与储物格内放置的蓄电池模块的信息进行绑定。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供了一种蓄电池能量回馈式充放电系统，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池模块，外部供电模块接口市电，为能量回收控制开关提供外部输入电源，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内部分别设置有输入总线和输出总线，能量回收控制开关和电池状态控制开关模块之间连接有第一电压转换模块、微处理器模块和第二电压转换模块，电池状态控制开关模块连接蓄电池，通过微处理器控制能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块的工作状态，同时通过输入总线、输出总线、第一单刀单掷开关、第二单刀单掷开关、负载单刀双掷开关、第三单刀单掷开关、第四单刀单掷开关和第二单刀双掷开关的配合连接，可实现一个蓄电池模块放电的同时，其能量可回收用于另一个蓄电池模块充电或者用于负载设备工作，能量利用效率更高，并具有节能环保的意义，相同额定电压的不同厂家、不同容量的蓄电池模块均可一起进行充放电维护，解决了现有技术无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理，且在蓄电池放电后的充电阶段需依赖外部电源供给才能完成、能量回收利用率不高的技术问题。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统的蓄电池模块为蓄电池组时对应的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统的蓄电池模块为单体蓄电池时对应的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统的一个实施例，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池模块；

能量回收控制开关模块包括第一输入总线、第一输出总线、第一单刀单掷开关、第二单刀单掷开关、第一单刀双掷开关、若干个负载单刀双掷开关和相应的若干个负载；

电池状态控制开关模块包括第二输入总线、第二输出总线、第三单刀单掷开关、第四单刀单掷开关和若干个第二单刀双掷开关；

外部供电模块的输出端通过第一单刀单掷开关与第一输入总线连接，若干个负载通过若干个负载单刀双掷开关分别与第一输入总线和第一输出总线连接，第一电压转换模块的输出端通过第二单刀单掷开关与第一输出总线连接，第二电压转换模块的输入端通过第一单刀双掷开关分别与第一输出总线和第一输入总线连接；

微处理器模块通过开关信号控制端口分别连接能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块；

第一电压转换模块的输入端通过第三单刀单掷开关连接第二输出总线，第二输入总线和第二输出总线分别通过若干个第二单刀双掷开关分别连接若干个蓄电池模块，第二电压转换模块的输出端通过第四单刀单掷开关连接第二输入总线。

需要说明的是，本发明中的能量回收控制开关模块的开关器件可以采用IGBT或MOSFET或继电器实现，内设第一输入总线和第一输出总线两条总线，通过接收微处理模块的控制信号，驱动开关器件控制第一电压转换模块、第二电压转换模块和负载的工作状态，实现能量流动控制及能量回收控制。能量回收控制开关模块主要有电池浮充、初始放电、能量回收和电池均充四个工作状态，这四个工作状态的切换由微处理器模块编程控制实现，四种工作状态的工作过程如下：

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各蓄电池模块轮流浮充补电。如图1所示，此时，第一单刀单掷开关D1闭合，第一单刀双掷开关K2接入第一输入总线，第一电压转换模块和第二电压转换模块连通，处于为各蓄电池轮流浮充状态，同时第二单刀单掷开关K1处于断开状态，由于浮充过程系统及蓄电池模块发热较小，各负载也都处于接入第一输出总线的状态。

（2）初始放电状态：当各蓄电池需要由浮充状态转入定期充放电维护时，由于所有蓄电池模块均处于满电状态，故第一个蓄电池模块（应选择容量最大的蓄电池模块，例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的蓄电池模块时，则选择800安时容量的电池进行初始放电）需要对负载进行放电，如图1所示，此时，第二单刀单掷开关K1闭合，负载单刀双掷开关F0、F1、F2、F3接入第一输出总线，第一单刀双掷开关K2接入第一输入总线，蓄电池模块1通过第一电压转换模块接入第一输出总线，驱动负载0、负载1、负载2和负载3工作，以此消耗蓄电池模块1的电能。由于采用双总线结构，此时第一单刀单掷开关D1既可同时闭合处于为某个蓄电池模块充电状态，也可以同时断开，与初始放电状态不会相互影响。

（3）能量回收状态：主要用于实现一个蓄电池模块放电的同时为另一个蓄电池模块进行充电，完成能量回收。此时，第二单刀单掷开关K1闭合，第一单刀双掷开关K2接入第一输出总线，将第一电压转换模块和第二电压转换模块分别连通，实现蓄电池模块2为初始放电后的蓄电池模块1进行充电。由于在这个充放电过程，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内的开关管工作电流较大，需要散热，因此，可以将负载设置为风扇，第一单刀单掷开关D1闭合，负载端口F0、F1、F2、F3切换至第一输入总线，市电通过外部供电模块驱动风扇工作，降低设备运行温度。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式后，如果一个蓄电池模块放电至截止电压，仍未能使另一个蓄电池模块充满电，此时需通过第二电压转换模块对被充电的该蓄电池模块进行补电直至其满电为止。例如：假设蓄电池模块1的容量为800AH，蓄电池模块2的容量为500AH，通过能量回收方式，蓄电池模块2放电至截止电压显然仍无法使蓄电池模块1充满，此时，第二单刀单掷开关K1断开，第一单刀单掷开关D1闭合，第一单刀双掷开关K2切换接入第一输入总线，将市电通过外部供电模块与第二电压转换模块连通，为蓄电池模块1进行均充，同时，负载端口F0、F1、F2、F3仍然处于接入第一输入总线状态，市电继续驱动风扇负载工作，降低设备运行温度。

第一电压转换模块可通过能量回收控制开关模块驱动负载工作，同时也可以通过第二电压转换模块为蓄电池模块进行充电。第一电压转换模块的输入端子与电池状态控制开关模块的第二输出总线连接，输出端子与能量回收控制开关模块的输入端子连接。

第二电压转换模块可对市电进行电能转换，并可调节输出电流和输出电压，使蓄电池模块工作于浮充状态或均充状态。第二电压转换模块的输入端子与能量回收控制开关模块的输出端子连接，输出端子与电池状态控制开关模块的第二输入总线连接。

微处理器模块根据获取的蓄电池模块监测数据，通过编程输出控制信号使得第二电压转换模块、能量回收控制开关模块、第一电压转换模块、电池状态控制开关模块和负载协同工作，实现蓄电池模块的定期智能充放电管理。

电池状态控制开关模块的开关器件可以采用IGBT或MOSFET或继电器实现，内部设置第二输入总线和第二输出总线，通过接收微处理器模块的控制信号，驱动开关管控制第一电压转换模块、第二电压转换模块和多个蓄电池模块的工作状态，实现蓄电池模块智能充放电管理。电池状态控制开关模块的第二输出总线与第一电压转换模块的输入端子连接，开关信号控制端子与微处理器模块连接，第二输入总线与第二电压转换模块的输出端子连接。电池状态控制开关模块同样具有电池浮充状态、初始放电状态、能量回收状态和电池均充四个工作状态，具体对应的工作过程如下：

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各蓄电池模块浮充补电。在此状态下，第三单刀单掷开关M1断开，第四单刀单掷开关M2闭合，第二单刀双掷开关S1、S2、S3全部切换至第二输入总线，各蓄电池模块与第二电压转换模块连通进行同时浮充补电。

（2）初始放电状态：当各蓄电池模块需要由浮充状态转入定期充放电维护时，首先选择容量最大的一个蓄电池模块1（例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的蓄电池模块时，则选择800安时容量的蓄电池模块进行初始放电，目的是腾出来一个最大的能量池用于回收其他蓄电池模块放出的电量），将其对应的第二单刀双掷开关S1从第二输入总线切换到第二输出总线，将蓄电池模块1与第一电压转换模块连通，从而驱动负载工作实现放电。此时，第二单刀双掷开关S2、S3保持接入第二输入总线，蓄电池模块2、蓄电池模块3继续处于浮充状态。

（3）能量回收状态：主要用于实现一个蓄电池模块放电的同时为另一个蓄电池模块进行充电，完成能量回收。蓄电池模块1完成初始放电后，此时，第三单刀单掷开关M1和第四单刀单掷开关M2仍保持闭合，第二单刀双掷开关S1从第二输出总线切换至第二输入总线，第二单刀双掷开关S2则从第二输入总线切换至第二输出总线，蓄电池模块3对应的第五单刀单掷开关B3断开，蓄电池模块2先通过第一电压转换模块升压，再经过第二电压转换模块对蓄电池模块1进行充电，从而实现能量回收。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式后，如果蓄电池模块2的容量小于蓄电池模块1，其放电至截止电压，仍未能使蓄电池模块1充满电（因为之前选择初始放电的蓄电池模块1容量最大），此时，断开第三单刀单掷开关M1和蓄电池模块2、蓄电池模块3对应的第五单刀单掷开关B2、B3，闭合第四单刀单掷开关M2，保持第二单刀双掷开关S1与第二输入总线连接，通过能量回收控制开关模块将市电通过外部供电模块与第二电压转换模块连通，继续为蓄电池模块1充电，直至充满为止。蓄电池模块1充电完成后，蓄电池模块3再按照能量回收模式为蓄电池模块2充电，以此类推。如果蓄电池模块2的容量与蓄电池模块1的容量一样，刚好使蓄电池模块1充满电，则蓄电池模块3再按照能量回收模式为蓄电池模块2充电，以此类推。如果蓄电池模块2实际容量大于蓄电池模块1的实际容量，其放电还没达到截止电压就已经使蓄电池模块1充满电，此时，断开第四单刀单掷开关M2，并通过第五单刀单掷开关B1断开蓄电池模块1，然后通过能量回收控制开关模块将第一电压转换模块与负载连接，直至蓄电池模块2放电至截止电压，然后蓄电池模块3再按照能量回收模式为蓄电池模块2进行充电，以此类推。

本发明实施例提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池模块，外部供电模块接口市电，为能量回收控制开关提供外部输入电源，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内部分别设置有输入总线和输出总线，能量回收控制开关和电池状态控制开关模块之间连接有第一电压转换模块、微处理器模块和第二电压转换模块，电池状态控制开关模块连接蓄电池，通过微处理器控制能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块和第二电压转换模块的工作状态，同时通过输入总线、输出总线、第一单刀单掷开关D1、第二单刀单掷开关K1、第一单刀双掷开关K2第三单刀单掷开关M1、第四单刀单掷开关M2和第二单刀双掷开关S的配合连接，可实现一个蓄电池模块放电的同时，其能量可回收用于另一个蓄电池模块充电或者用于负载设备工作，能量利用效率更高，并具有节能环保的意义，相同额定电压的不同厂家、不同容量的蓄电池模块均可一起进行充放电维护，解决了现有技术无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理，且在蓄电池的充电阶段需全部依赖外部电源供给才能完成，能量的回收利用率不高的技术问题。

在一个实施例中，可将本发明中的负载设置为散热风扇，可利用蓄电池模块放电时的能量驱动散热风扇工作，在对蓄电池模块放电能量进行回收利用的同时，为蓄电池模块、能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块进行降温，在提高蓄电池模块的使用寿命的同时，更具有节能环保的意义。

在一个实施例中，还可以设置电池信息管理模块和用于存放蓄电池模块的电池存放模块，电池信息管理模块分别与微处理器和调压监测显示模块连接，电池存放模块内设调压监测显示模块和温度传感器，第二单刀双掷开关S通过调压监测显示模块与蓄电池模块连接，调压监测显示模块和温度传感器均与蓄电池模块连接，电池信息管理模块和调压监测显示模块连接。电池信息管理模块主要实现多个蓄电池模块的信息管理，包括生产厂家、规格型号、电池容量、厂家要求的浮充电压、均充电压、截止电压、放电电流、均充电流、生产日期、上架日期等信息。当新的蓄电池模块存放进电池存放模块后，即需完成以上信息的录入。电池信息管理模块与各蓄电池模块的调压监测显示模块连接，可实时获取上架单体电池的电压、充电电流、放电电流、电池内阻等信息，并将以上信息通过RS232接口发送给微处理器模块，同时，电池信息管理模块还可根据厂家提供的参数，通过RS485接口连接调压监测显示模块调整蓄电池模块的浮充电压、均充电压，使得蓄电池模块工作于最优状态。此外，电池存放模块内还可以设有第五单刀单掷开关B，第二单刀双掷开关S通过第五单刀单掷开关与调压监测显示模块连接，电池信息管理模块还可通过调压监测显示模块控制电池存放模块内第五单刀单掷开关B1、B2、B3，实现蓄电池模块的投入与退出。电池信息管理模块还可以提供以太网口通过计算机网络提供远程查询库存或备品蓄电池模块供能，而且还能将蓄电池充放电过程中出现的异常的温度、电压、电流、疑似电池故障等告警信息远程告知用户。

在一个实施例中，多个电池存放模块以储物格的方式排列摆放，每个储物格设有编号，并与储物格内放置的蓄电池模块的信息进行绑定。电池存放模块以储物格的方式排列摆放并进行编号，与蓄电池模块的信息进行绑定，当运行中的蓄电池模块发生故障需更换时，可通过快速找到规格信号及内阻匹配的备用蓄电池模块进行替换。

实施例2

为了便于理解，请参阅图2，本申请实施例中提供了一种蓄电池能量回馈式充放电系统的另一个实施例，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/AC逆变模块、AC/DC模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池组；

能量回收控制开关模块包括220V交流输入总线、220V交流输出总线、第一单刀单掷开关D1、第二单刀单掷开关K1、第一单刀双掷开关K2、若干个负载单刀双掷开关和相应的若干个负载；

电池状态控制开关模块包括48V直流输入总线、48V直流输出总线、第三单刀单掷开关M1、第四单刀单掷开关M2和若干个第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn；

外部供电模块的输出端通过第一单刀单掷开关D1与220V交流输入总线连接，若干个负载通过若干个负载单刀双掷开关F0、F1、F2分别与220V交流输入总线和220V交流输出总线连接，DC/AC逆变模块的输出端通过第二单刀单掷开关K1与220V交流输出总线连接，AC/DC模块的输入端通过第一单刀双掷开关分别与220V交流输出总线和220V交流输入总线连接；

微处理器模块通过开关信号控制端口分别连接能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块；

DC/AC逆变模块的输入端通过第三单刀单掷开关M1连接48V直流输出总线，48V直流输入总线和48V直流输出总线分别通过若干个第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn分别连接若干个蓄电池模块，AC/DC模块的输出端通过第四单刀单掷开关M2连接48V直流输入总线。

需要说明的是，通过调节外部供电模块（AC/DC模块）和DC/AC模块电压，可将本系统应用于不同直流电压的蓄电池组的定期智能充放电维护管理，比如直流电压为24V、96V、110V、220V或360V的蓄电池组，本发明实施例中，主要针对直流电压为48V的通信蓄电池组充放电管理为例进行说明，本领域技术人员可以在本实施例的基础上对AC/DC模块和DC/AC逆变模块电压进行调整，以适用于24V、96V、110V、220V或360V等其它电压大小的蓄电池组，在此不做赘述。

能量回收控制开关模块内部设置220V交流输入总线和220V交流输出总线两条交流总线，通过接收微处理器模块的控制信号，驱动能量回收控制开关模块的开关器件（可以是IGBT开关管、MOSFET场效应管或继电器）控制AC/DC模块、DC/AC逆变模块和负载的工作状态，实现能量流动控制及能量回收控制，其中，负载可以选择为散热风扇和防爆空调，在负载处于工作状态时，为蓄电池组、能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块进行散热降温，提高使用寿命。能量回收控制开关模块的交流输出端子与AC/DC模块的交流输入端子连接，交流输入2端子与DC/AC逆变模块的交流输出端子连接，开关信号控制端子与微处理器模块连接，交流输入1端子与市电连接，风扇端子与设备散热风扇单元连接，空调1端子与防爆空调1连接，空调2端子与防爆空调2连接。能量回收控制开关主要有电池浮充、初始放电、能量回收、电池均充等四个工作状态，这四种状态切换由微处理器模块编程控制实现。

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各组蓄电池组轮流浮充补电。此时，第一单刀单掷开关D1闭合，第一单刀双掷开关K2接入220V交流输入总线，市电与AC/DC模块连通，处于为各蓄电池组轮流浮充状态，同时，第二单刀单掷开关K1处于断开状态。由于浮充过程系统及蓄电池组发热较小，FO、F1、F2等负载开关也都处于接入220V交流输出总线状态，所有负载（设备散热风扇单元、空调1和空调2）均不用工作。

（2）初始放电状态：当各蓄电池组需要由浮充状态转入定期充放电维护时，由于所有蓄电池组均处于满电状态，故第一组蓄电池组（应选择容量最大的蓄电池组，例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的蓄电池组时，则选择800AH容量的电池进行初始放电）需要对负载进行放电。此时，此时，第二单刀单掷开关K1闭合，负载单刀双掷开关F0、F1、F2接入220V交流输出总线，第一单刀双掷开关K2接入交流输入总线，蓄电池组1通过DA/AC逆变模块接入交流输出总线，驱动设备散热风扇单元、空调1、空调2工作，以此来消耗蓄电池组1的电能。由于采用双交流总线结构，此时第一单刀单掷开关D1既可同时闭合处于某组蓄电池充电状态，也可同时断开，与初始放电状态不会相互影响。

（3）能量回收状态：主要用于实现一组蓄电池组放电的同时为另一组蓄电池进行充电，完成能量回收。此时，第二单刀单掷开关K1闭合，第一单刀双掷开关K2接入交流输出总线，将DC/AC逆变模块与AC/DC模块分别连通，实现蓄电池组2为初始放电后的蓄电池组1进行充电，由于在这个充放电过程，能量回收控制开关模块与电池状态控制开关模块内的开关器件工作电流较大，需要散热，仓库存放的蓄电池组也需要进行散热，因此，第一单刀单掷开关D1闭合，负载开关F0、F1、F2切换至220V交流输入总线，交流市电驱动设备散热风扇单元、空调1和空调2工作，为运行设备进行降温散热。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式后，如果一组蓄电池组放电至截止电压，仍未能使另一组蓄电池充满电，此时需要通过AC/DC模块对被充电的该组蓄电池组进行补电直至满电为止。例如：假设第一组蓄电池组1为800AH，第二组蓄电池组2为500AH，通过能量回收方式，蓄电池组2放电至截止电压显然仍无法使蓄电池组1充满，此时，第二单刀单掷开关K1断开，第二单刀双掷开关K2切换接入220V交流输入总线，将交流市电与AC/DC模块连通，为蓄电池组1进行均充，同时，第一单刀单掷开关D1闭合，负载单刀双掷开关F0、F1和F2仍然处于接入220V交流输入总线状态，交流市电继续驱动设备散热风扇单元和空调工作，降低设备运行温度。

DC/AC逆变模块用于将蓄电池组48V直流电压逆变为220V交流，并可通过能量回收控制开关，驱动负载工作，同时也可通过AC/DC模块用于为蓄电池组充电。DC/AC逆变模块的直流输入端子与电池状态控制开关模块的直流输出总线连接，交流输出端子与能量回收控制开关模块的交流输入2端子连接。

AC/DC模块用于将交流市电转变为48V直流，并可调节输出电流及输出电压，使蓄电池组工作于浮充或均充状态。AC/DC模块的交流输入端子与能量回收控制开关模块的交流输出端子连接，直流输出端子与电池状态控制开关模块的直流输入总线连接。

微处理器模块根据获取的蓄电池模块监测数据，通过编程输出控制信号使得AC/DC模块、能量回收控制开关模块、DC/AC逆变模块、电池状态控制开关模块和负载协同工作，实现蓄电池模块的定期智能充放电管理。

电池状态控制开关模块的开关器件可以采用IGBT或MOSFET或继电器实现，内部设置48V直流输入总线和48V直流输出总线，通过接收微处理器模块的控制信号，驱动开关管控制AC/DC模块、DC/AC逆变模块和多个蓄电池组的工作状态，实现蓄电池组智能充放电管理。电池状态控制开关模块的48V直流输出总线与DC/AC逆变模块的直流输入端子连接，开关信号控制端子与微处理器模块连接，48V直流输入总线与AC/DC模块的直流输出端子连接。电池状态控制开关模块同样具有电池浮充状态、初始放电状态、能量回收状态和电池均充四个工作状态，具体对应的工作过程如下：

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各蓄电池模块浮充补电。在此状态下，第三单刀单掷开关M1断开，第四单刀单掷开关M2闭合，第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn全部切换至48V直流输入总线，各蓄电池组与AC/DC模块连通进行同时浮充补电。

（2）初始放电状态：当各蓄电池组需要由浮充状态转入定期充放电维护时，首先选择容量最大的一个蓄电池组1（例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的蓄电池组时，则选择800安时容量的蓄电池组进行初始放电，目的是腾出来一个最大的能量池用于回收其他蓄电池模块放出的电量），将其对应的第二单刀双掷开关S1从48V直流输入总线切换到48V直流输出总线，第三单刀单掷开关M1闭合，将蓄电池组1与DC/AC逆变模块连通，从而驱动负载工作实现放电。此时，第二单刀双掷开关S2、……Sn保持接入48V直流输入总线，蓄电池组2、……蓄电池组n继续处于浮充状态。

（3）能量回收状态：主要用于实现一个蓄电池组放电的同时为另一个蓄电池组进行充电，完成能量回收。蓄电池组1完成初始放电后，此时，第三单刀单掷开关M1和第四单刀单掷开关M2仍保持闭合，第二单刀双掷开关S1从48V直流输出总线切换至48V直流输入总线，第二单刀双掷开关S2则从48V直流输入总线切换至48V直流输出总线，蓄电池组3、蓄电池组4、……蓄电池组n通过第五单刀单掷开关B3、B4、……Bn全部断开，蓄电池组2先通过DC/AC逆变模块放电，再经过AC/DC模块对蓄电池组1进行充电，从而实现能量回收。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式后，如果蓄电池组2的容量小于蓄电池组1，其放电至截止电压，仍未能使蓄电池组1充满电（因为之前选择初始放电的蓄电池组1容量最大），此时，断开第三单刀单掷开关M1M1和蓄电池组2、蓄电池组3、……蓄电池组n对应的第五单刀单掷开关B3、B4、……Bn，保持第二单刀双掷开关S1与48V直流输入总线连接及第四单刀单掷开关M2闭合，通过能量回收控制开关模块将市电与AC/DC模块连通，继续为蓄电池组1充电，直至充满为止，蓄电池组1充电完成后，蓄电池组3再按照能量回收模式为蓄电池组2充电，以此类推。如果蓄电池组2的容量与蓄电池组1的容量一样，刚好使蓄电池模块组1充满电，则蓄电池组3再按照能量回收模式为蓄电池组2充电，以此类推。如果蓄电池组2实际容量大于蓄电池组1的实际容量，其放电还没达到截止电压就已经使蓄电池组1充满电，此时，断开第四单刀单掷开关M2，并断开蓄电池组1对应的第五单刀单掷开关B1，然后通过能量回收控制开关模块将DC/AC逆变模块与负载连接，直至蓄电池组2放电至截止电压，然后蓄电池组3再按照能量回收模式为蓄电池组2进行充电，以此类推。

本发明实施例提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/AC逆变模块、AC/DC模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池组，外部供电模块接口市电，为能量回收控制开关提供外部输入电源，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内部分别设置有220V交流输入总线、220V交流输出总线、48V直流输入总线和48V直流输出总线，能量回收控制开关和电池状态控制开关模块之间连接有DC/AC逆变模块、微处理器模块和AC/DC模块，电池状态控制开关模块连接蓄电池组，通过微处理器控制能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/AC逆变模块和AC/DC模块的工作状态，同时通过220V交流输入总线、220V交流输出总线、48V直流输入总线和48V直流输出总线、第一单刀单掷开关D1、第二单刀单掷开关K1、第一单刀双掷开关K2、第三单刀单掷开关M1、第四单刀单掷开关M2和第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn的配合连接，可实现一个蓄电池组放电的同时，其能量可回收用于另一个蓄电池组充电或者用于负载设备工作，能量利用效率更高，并具有节能环保的意义，相同额定电压的不同厂家、不同容量的蓄电池组均可一起进行充放电维护，解决了现有技术无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理，且在对蓄电池进行定期充放电维护时，且在蓄电池放电后的充电阶段需依赖外部电源供给才能完成、能量回收利用率不高的技术问题。

在一个实施例中，可将本发明中的负载设置为散热风扇和防爆空调，可利用蓄电池组放电时的能量驱动散热风扇和防爆空调工作，在对蓄电池组放电能量进行回收利用的同时，为蓄电池组、能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块进行降温，在提高蓄电池组的使用寿命的同时，更具有节能环保的意义。

在一个实施例中，还可以设置电池信息管理模块和用于存放蓄电池组的电池存放模块，电池信息管理模块分别与微处理器和调压监测显示模块连接，电池存放模块内设调压监测显示模块和温度传感器，第二单刀双掷开关通过调压监测显示模块与蓄电池组连接，调压监测显示模块和温度传感器均与蓄电池组连接，电池信息管理模块和调压监测显示模块连接。电池信息管理模块主要实现多个蓄电池组的信息管理，包括生产厂家、规格型号、电池容量、厂家要求的浮充电压、均充电压、截止电压、放电电流、均充电流、生产日期、上架日期等信息。当新的蓄电池组存放进电池存放模块后，即需完成以上信息的录入。电池信息管理模块与各蓄电池组的调压监测显示模块连接，可实时获取上架单体电池的电压、充电电流、放电电流、电池内阻等信息，并将以上信息通过RS232接口发送给微处理器模块，同时，电池信息管理模块还可根据厂家提供的参数，通过RS485接口连接调压监测显示模块调整蓄电池组的浮充电压、均充电压，使得蓄电池组工作于最优状态。此外，电池存放模块内还可以设有第五单刀单掷开关B1、B2、……Bn，第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn通过第五单刀单掷开关与调压监测显示模块连接，电池信息管理模块还可通过调压监测显示模块控制电池存放模块内第五单刀单掷开关B1、B2、……Bn，实现蓄电池组的投入与退出。电池信息管理模块还可以提供以太网口通过计算机网络提供远程查询库存或备品蓄电池组供能，而且还能降异常的温度、电压、电流、疑似电池故障等告警信息远程告知用户。

实施例3

为了便于理解，请参阅图3，本申请实施例中提供了一种蓄电池能量回馈式充放电系统的另一个实施例，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的单体蓄电池；

外部供电模块为AC/DC模块，AC/DC模块的输入端接市电，输出端与第一单刀单掷开关D1连接；

能量回收控制开关模块包括第一直流输入总线、第一直流输出总线、第一单刀单掷开关D1、第二单刀单掷开关K1、第一单刀双掷开关K2、若干个负载单刀双掷开关F0、F1、F2、……Fn和相应的若干个负载；

电池状态控制开关模块包括第二直流输入总线、第二直流输出总线、第三单刀单掷开关M1、第四单刀单掷开关M2和若干个第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn；

外部供电模块的输出端通过第一单刀单掷开关D1与第一直流输入总线连接，若干个负载通过若干个负载单刀双掷开关F0、F1、F2、……Fn分别与第一直流输入总线和第一直流输出总线连接，DC/DC升压模块的输出端通过第二单刀单掷开关K1与第一直流输出总线连接，DC/DC降压模块的输入端通过第一单刀双掷开关K2分别与第一直流输出总线和第一直流输入总线连接；

微处理器模块通过开关信号控制端口分别连接能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块；

DC/DC升压模块的输入端通过第三单刀单掷开关M1连接第二直流输出总线，第二直流输入总线和第二直流输出总线分别通过若干个第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn分别连接若干个单体蓄电池，DC/DC降压模块的输出端通过第四单刀单掷开关M2连接第二直流输入总线。

需要说明的是，通过调节AC/DC模块和DC/DC模块电压，可将本系统应用于不同的单节电压不同的单体蓄电池的定期智能充放电维护管理，比如单节电压为2V、6V或12V的单体蓄电池，本发明实施例中，主要针对单节电压为2V的单体蓄电池充放电管理为例进行说明，本领域技术人员可以在本实施例的基础上对AC/DC模块和DC/DC模块电压进行调整，以适用于6V或12V等其它电压大小的单体蓄电池，在此不做赘述。

外部供电模块通过AC/DC模块将220V交流市电转化为12V直流，通过能量回收控制开关模块可用于驱动负载工作，同时也可通过DC/DC降压模块用于2V单体蓄电池浮充或均充，AC/DC模块的交流输入端子与220V市电连接，直流输出端子与能量回收控制开关模块的12V直流输入1端子连接。

能量回收控制开关模块内部设第一直流输入总线和第一直流输出总线两条直流总线（电压可设置为12V或其他），通过接收微处理器模块的控制信号，驱动开关器件（IGBT、MOSFET或继电器）控制AC/DC模块、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块和负载的工作状态，实现能量流动控制及能量回收控制。能量回收控制开关模块的12V直流输入1端子与外部供电模块的AC/DC模块的直流输出端子连接，12V直流输入2端子与DC/DC升压模块的12V输出端子连接，开关信号控制端子与微处理器模块连接，12V直流输出端子与DC/DC降压模块的12V直流输入端子连接，负载0端子与设备散热风扇单元连接，负载1端子与单体蓄电池的散热风扇1连接，负载2端子与单体蓄电池的散热风扇2连接，……负载n端子与单体蓄电池的散热风扇n连接。能量回收控制开关模块主要有电池浮充、初始放电、能量回收、电池均充等四个工作状态，上述四种工作状态的切换由微处理器模块编程控制实现，具有原理如下：

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各单体蓄电池轮流浮充补电。此时，第一单刀单掷开关D1闭合，K2接入第一直流输入总线，外部供电模块的AC/DC模块与DC/DC降压模块连通，处于为各单体电池轮流浮充状态。同时第二单刀单掷开关K1处于断开状态，由于浮充过程系统及单体蓄电池发热较小，F0、F1……Fn等负载开关也都处于接入第一直流输出总线状态，所有负载都不用工作。

（2）初始放电状态：当各单体需电池需要由浮充状态转入定期充放电维护时，由于所有单体蓄电池均处于满电状态，故第一节单体蓄电池（应选择容量最大的电池，例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的单体蓄电池时，则选择800AH容量的电池进行初始放电）需要对负载进行放电。此时，第一单刀双掷开关K2接入第一直流输入总线，第二单刀单掷开关K1闭合，负载单刀双掷开关F0、F1……Fn接入第一直流输出总线，设备散热风扇单元、单体蓄电池的散热风扇1、散热风扇2……散热风扇n工作，以此消耗单体蓄电池1的电能。由于采用双直流总线结构，此时第一单刀单掷开关D1既可同时闭合处于为某节单体蓄电池充电状态，也可同时断开，与初始放电状态不会相互影响。

（3）能量回收状态：主要用于实现一节单体蓄电池放电的同时为另一节单体蓄电池进行充电，完成能量回收。此时第二单刀单掷开关K1闭合，第一单刀双掷开关K2接入第一直流输出总线，将DC/DC升压模块与DC/DC降压模块连通，实现单体蓄电池2为初始放电后的单体蓄电池1进行充电，由于这个充放电过程能量回收控制开关模块与电池状态控制开关模块内的IGBT工作电流较大，需要风扇散热，同时单体蓄电池1与单体蓄电池2也会发热，因此，第一单刀单掷开关D1闭合、负载单刀双掷开关F0、F1、F2、……Fn接入第一直流输入总线，外部供电模块的AC/DC模块驱动散热风扇工作，降低设备运行温度。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式，如果一节单体电池放电至截止电压，仍未能使另一节单体蓄电池充满电，此时需通过AC/DC模块对被充电的单体蓄电池进行补电直至其满电为止。例如：假设第一节单体蓄电池1为800AH，第二节单体蓄电池2为500AH，通过能量回收方式，单体蓄电池2放电至截止电压显然仍无法使单体蓄电池充满。此时，第二单刀单掷开关K1断开，第一单刀双掷开关K2切换接入第一直流输入总线，将外部供电模块的AC/DC模块与DC/DC降压模块连通，为单体蓄电池1进行均充，同时，第一单刀单掷开关D1闭合，负载单刀双掷开关F0、F1、F2、……Fn接入第一直流输入总线，外部供电模块的AC/DC模块继续驱动设备散热风扇和单体蓄电池的散热风扇工作，降低设备运行温度。

DC/DC升压模块：将单体蓄电池2V直流电压升压为12V，并可调节输出电流及输出电压，通过能量回收控制开关模块可用于驱动负载工作，同时也可通过DC/DC降压模块用于为2V单体蓄电池充电。DC/DC升压模块的2.3V输入端子与电池状态控制开关模块的第二直流输出总线连接，12V直流输出端子与能量回收控制开关模块的12V直流输入2端子连接。

DC/DC降压模块：将12V直流电压降压为2V，并可调节输出电流及输出电压，使得单体蓄电池工作于浮充或均充状态，通过能量回收控制开关模块，可用于驱动负载工作。DC/DC降压模块的12V输入端子与能量回收控制开关模块的12V直流输出端子连接，2.3V直流输出端子与电池状态控制开关模块的第一直流输入总线连接。

微处理器模块：根据获取的单体蓄电池监测数据，通过编程输出控制信号使得AC/DC模块、能量回收控制开关模块、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块、电池状态控制开关模块和负载等模块协同工作，实现单体蓄电池定期智能充放电管理。

电池状态控制开关模块内部设置第二直流输入总线和第二直流输出总线两条直流总线，通过接收微处理器模块的控制信号，驱动开关器件（IGBT、MOSFET或继电器）控制DC/DC升压模块、DC/DC降压模块及多节单体蓄电池的工作状态，实现单体蓄电池智能充放电管理。电池状态控制开关模块的第二直流输出总线与DC/DC升压模块的2.3V输入端子连接，开关信号控制端子与微处理器模块连接，第二直流输入总线与DC/DC降压模块的2.3V输出端子连接；电池1端子与单体蓄电池连接，电池2端子与单体蓄电池2连接，……电池n端子与单体蓄电池n连接。与能量回收控制开关模块相对应，电池状态控制开关模块同样有电池浮充、初始放电、能量回收、和电池均充四个工作桩体，具体原理如下：

（1）电池浮充状态：主要用于定期为各单体蓄电池浮充补电。在此状态下，第三单刀单掷开关M1断开，第四单刀单掷开关M2闭合，第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn全部切换至第二直流输入总线，各单体电池与DC/DC降压模块连通进行同时浮充补电。

（2）初始放电状态：当各单体蓄电池需要由浮充状态转入定期充放电维护时，首先选择容量最大的一节单体蓄电池1（例如系统中存放有200AH/300AH/500AH/800AH等多种容量的单体蓄电池时，则选择800AH容量的电池进行初始放电，目的是腾出来一个最大的能量池用于回收其他单体蓄电池放出的能量），将其对应的第二单刀双掷开关S1从第二直流输入总线切换到第二直流输出总线，将单体蓄电池1与DC/DC升压模块连通，从而驱动负载工作实现放电。此时，第二单刀双掷开关S2、S3……Sn保持接入第二直流输入总线，单体蓄电池2、单体蓄电池3……单体蓄电池n继续处于浮充状态。

（3）能量回收状态：主要用于实现一节单体蓄电池放电的同时为另一节单体电池进行充电，完成能量回收。单体蓄电池1完成初始放电后，此时，第三单刀单掷开关M1和第四单刀单掷开关M2仍保持闭合，第二单刀双掷开关S1从第二直流输出总线切换至第二直流输入总线，第二单刀双掷开关S2则从第二直流输入总线切换至第二直流输出总线，单体蓄电池3、单体蓄电池4、……单体蓄电池n通过第五单刀单掷开关B3、B4、……Bn全部断开。单体蓄电池2先通过DC/DC升压模块将直流电压从2.3V提升至12V，再经过DC/DC降压模块对单体蓄电池1进行充电，从而实现能量回收。

（4）电池均充状态：当启动能量回收模式后，如果单体蓄电池2的容量小于单体蓄电池1，其放电至截止电压，仍未能使单体蓄电池1充满电，（因为之前选择初始放电的第一节单体蓄电池容量最大），此时，断开第三单刀单掷开关M1，将第二单刀双掷开关S1切换至与第二直流输入总线连接，通过能量回收控制开关模块将外部供电模块的AC/DC模块与DC/DC降压模块连通，继续为单体蓄电池1充电直至充满为止。单体蓄电池1充电完成后，单体蓄电池3再按照能量回收模式为单体需电池2充电，以此类推。

如果单体蓄电池2的容量与单体蓄电池1的容量一样，其放电至截止电压，刚好使单体蓄电池1充满电，则单体蓄电池3再按照能量回收模式为单体蓄电池2充电，以此类推。

如果单体蓄电池2的实际容量大于单体蓄电池1的实际容量，其放电还没达到截止电压，就已经使单体蓄电池1充满电，此时，断开第四单刀单掷开关M2，并通过第五单刀单掷开关B1断开单体蓄电池1，然后通过能量回收控制开关模块将DC/DC升压模块与负载连接，直至单体蓄电池2放电至截止电压，然后单体蓄电池3再按照能量回收模式为单体蓄电池2充电，以此类推。

本发明实施例提供的一种蓄电池能量回馈式充放电系统，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/DC升压模块、DC/DC降压模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的单体蓄电池，外部供电模块接口市电，为能量回收控制开关提供外部输入电源，能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块内部分别设置有12V的第一直流输入总线、12V的第一直流输出总线、2.3V的第二直流输入总线和2.3V的第二直流输出总线，能量回收控制开关和电池状态控制开关模块之间连接有DC/DC升压模块、微处理器模块和DC/DC降压模块，电池状态控制开关模块连接单体蓄电池，通过微处理器控制能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、DC/DC升压模块和DC/DC降压模块的工作状态，同时通过第一直流输入总线、第一直流输出总线、第二直流输入总线和第二直流输出总线、第一单刀单掷开关D1、第二单刀单掷开关K1、第一单刀双掷开关K2、第三单刀单掷开关M1、第四单刀单掷开关M2和第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn的配合连接，可实现一个单体蓄电池放电的同时，其能量可回收用于另一个单体蓄电池充电或者用于负载设备工作，能量利用效率更高，并具有节能环保的意义，相同额定电压的不同厂家、不同容量的单体蓄电池均可一起进行充放电维护，解决了现有技术无法同时对不同厂家、不同容量的蓄电池进行充放电维护管理，且在蓄电池放电后的充电阶段需依赖外部电源供给才能完成、能量回收利用率不高的技术问题。

在一个实施例中，可将本发明中的负载设置为设备散热风扇单元和单体蓄电池散热风扇，可利用单体蓄电池放电时的能量驱动散热风扇工作，在对单体蓄电池放电能量进行回收利用的同时，为单体蓄电池、能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块进行降温，在提高单体蓄电池的使用寿命的同时，更具有节能环保的意义。

在一个实施例中，还可以设置电池信息管理模块和用于存放单体蓄电池的电池存放模块，电池信息管理模块分别与微处理器和调压监测显示模块连接，电池存放模块内设调压监测显示模块和温度传感器，第二单刀双掷开关通过调压监测显示模块与单体蓄电池连接，调压监测显示模块和温度传感器均与单体蓄电池连接，电池信息管理模块和调压监测显示模块连接。电池信息管理模块主要实现多个单体蓄电池的信息管理，包括生产厂家、规格型号、电池容量、厂家要求的浮充电压、均充电压、截止电压、放电电流、均充电流、生产日期、上架日期等信息。当新的单体蓄电池存放进电池存放模块后，即需完成以上信息的录入。电池信息管理模块与各单体蓄电池的调压监测显示模块连接，可实时获取上架单体电池的电压、充电电流、放电电流、电池内阻等信息，并将以上信息通过RS232接口发送给微处理器模块，同时，电池信息管理模块还可根据厂家提供的参数，通过RS485接口连接调压监测显示模块调整单体蓄电池的浮充电压、均充电压，使得单体蓄电池工作于最优状态。此外，电池存放模块内还可以设有第五单刀单掷开关B1、B2、……Bn，第二单刀双掷开关S1、S2、……Sn通过第五单刀单掷开关与调压监测显示模块连接，电池信息管理模块还可通过调压监测显示模块控制电池存放模块内第五单刀单掷开关B1、B2、……Bn，实现单体蓄电池的投入与退出。温度传感器模块通过RS485总线将单体蓄电池的温度发送至微处理器模块，当单体蓄电池温度高于45摄氏度时通过调压监测显示模块断开相应的开关Bx，保护单体蓄电池不因高温受损，影响寿命。电池信息管理模块还可以提供以太网口通过计算机网络提供远程查询库存或备品单体蓄电池供能，而且还能降异常的温度、电压、电流、疑似电池故障等告警信息远程告知用户。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，包括外部供电模块、能量回收控制开关模块、电池状态控制开关模块、第一电压转换模块、第二电压转换模块、微处理器模块和若干个额定电压相同的蓄电池模块；

能量回收控制开关模块包括第一输入总线、第一输出总线、第一单刀单掷开关、第二单刀单掷开关、第一单刀双掷开关、若干个负载单刀双掷开关和若干个负载；

电池状态控制开关模块包括第二输入总线、第二输出总线、第三单刀单掷开关、第四单刀单掷开关和若干个第二单刀双掷开关；

外部供电模块的输出端通过第一单刀单掷开关与第一输入总线连接，若干个负载通过若干个负载单刀双掷开关分别与第一输入总线和第一输出总线连接，第一电压转换模块的输出端通过第二单刀单掷开关与第一输出总线连接，第二电压转换模块的输入端通过第一单刀双掷开关分别与第一输出总线和第一输入总线连接；

微处理器模块通过开关信号控制端口分别连接能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块；

第一电压转换模块的输入端通过第三单刀单掷开关连接第二输出总线，第二输入总线和第二输出总线分别通过若干个第二单刀双掷开关分别连接若干个蓄电池模块，第二电压转换模块的输出端通过第四单刀单掷开关连接第二输入总线；

能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块均具有电池浮充、初始放电、能量回收和电池均充四个工作状态，电池浮充、初始放电、能量回收和电池均充四个状态下的能量回收控制开关模块和电池状态控制开关模块动作为：

电池浮充状态：

能量回收控制开关模块：第一单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关接入第一输入总线，第二单刀单掷开关断开；

电池状态控制开关模块：

第三单刀单掷开关断开，第四单刀单掷开关闭合，第二单刀双掷开关切换至第二输入总线；

初始放电状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关闭合，负载单刀双掷开关接入第一输出总线，第一单刀双掷开关接入第一输入总线；

电池状态控制开关模块：第二单刀双掷开关从第二输入总线切换到第二输出总线；

能量回收状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关接入第一输出总线；

电池状态控制开关模块：第三单刀单掷开关和第四单刀单掷开关保持闭合，被充电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关从第二输出总线切换至第二输入总线，放电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关从第二输入总线切换至第二输出总线；

电池均充状态：

能量回收控制开关模块：第二单刀单掷开关断开，第一单刀单掷开关闭合，第一单刀双掷开关切换接入第一输入总线；

电池状态控制开关模块：断开放电至截止电压的蓄电池模块对应的第三单刀单掷开关，闭合第四单刀单掷开关，保持未充满电的蓄电池模块对应的第二单刀双掷开关与第二输入总线连接。

2.根据权利要求1所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，若干个负载包括设备散热风扇。

3.根据权利要求1所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，还包括电池信息管理模块和用于存放蓄电池模块的电池存放模块；

电池信息管理模块分别与微处理器和调压监测显示模块连接；

电池存放模块内设调压监测显示模块和温度传感器，第二单刀双掷开关通过调压监测显示模块与蓄电池模块连接，调压监测显示模块和温度传感器均与蓄电池模块连接，电池信息管理模块和调压监测显示模块连接。

4.根据权利要求3所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，电池存放模块内还设有第五单刀单掷开关，第二单刀双掷开关通过第五单刀单掷开关与调压监测显示模块连接。

5.根据权利要求4所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，蓄电池模块为蓄电池组；

第一输入总线为220V交流市电输入总线，第一输出总线为DC/AC逆变模块的220V交流输出总线，第一电压转换模块为DC/AC逆变模块，第二电压转换模块为AC/DC模块，第二输入总线为AC/DC模块的48V直流输出总线，第二输出总线为蓄电池组的48V直流输出总线。

6.根据权利要求5所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，若干个负载还包括防爆空调。

7.根据权利要求4所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，蓄电池模块为单体蓄电池；

第一输入总线为外部供电模块AC/DC变换后的直流输入总线，第一输出总线为DC/DC升压变换后的直流输出总线，第二输入总线为DC/DC降压变换后的直流输入总线，第二输出总线为多个蓄电池的直流输出总线，第一电压转换模块为DC/DC升压模块，第二电压转换模块为DC/DC降压模块；

外部供电模块为AC/DC模块，AC/DC模块的输入端接市电，输出端与第一单刀单掷开关连接。

8.根据权利要求7所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，第一输入总线为12V直流输入总线，第一输出总线为12V直流输出总线，第二输入总线为2.3V直流输入总线，第二输出总线为2.3V直流输出总线。

9.根据权利要求7所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，若干个负载还包括单体蓄电池散热风扇；

单体蓄电池散热风扇设置在电池存放模块内。

10.根据权利要求3-8任一项所述的蓄电池能量回馈式充放电系统，其特征在于，多个电池存放模块以储物格的方式排列摆放，每个储物格设有编号，并与储物格内放置的蓄电池模块的信息进行绑定。

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