CN207573017U - 一种利用退役电池的供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用退役电池的供电系统，所述的供电系统包括电网、整流器、直流负载、直流母线、系统控制器、若干个退役电池组；所述的整流器分别连接电网和直流母线；每一个退役电池组的输出端并联在直流母线上；所述的直流负载连接直流母线；所述的系统控制器分别连接电网、整流器、双向直流变换器、直流母线、逆变器、交流负载和直流负载。与现有技术相比，本实用新型可以做到设备之间的均流的功能，最大程度保护系统的安全与稳定及电池的性能和使用寿命。

Description

一种利用退役电池的供电系统

技术领域

本实用新型涉及退役电池领域，尤其是涉及一种利用退役电池的供电系统。

背景技术

在国家政策的引导和推动下，新能源汽车产业在我国正迅猛发展。工信部给出数据，从2009年开始截止到2016年上半年，新能源汽车已累计生产67.4万辆。国务院发布2012～2020年发展规划，节能与新能源汽车产业将迅猛发展，到2020年，新能源汽车产量将累积超过500万辆。有关机构预测，我国到2012年前后将有12～17万吨的纯电动(包含插电式)乘用车和混合动地乘用车的电池报废量，预计到2025年，将有29GWh的二手电动车电池总量投入市场，如何合理处置大规模的退役动力电池将成为重大课题，能否妥善处理将影响新能源汽车的发展。

我国车用动力电池大多为锂离子电池，虽然不含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但废旧锂离子电池若处理不当仍对环境造成极大污染。比如，废旧锂离子电池的电极材料进入环境中，可与其他物质发生化学反应，造成重金属污染、碱污染和粉尘污染；电解质进入环境中，经过化学反应，可能造成氟污染和砷污染。目前退役电池的再利用的方案有，拆解检测重新装包使用，或者直接拆解重新回收电池内部的稀有金属，防止对环境造成的重金属污染的问题。

从电池的作为储能的角度来看，电池的充放电电流对电池的性能和寿命有绝对的影响，因此对退役电池来说，必须要严格控制退役电池的充放电电流，可延长电池的寿命，减缓梯次电池的容量衰减。

经过检索，中国专利公开号为CN105977553A公开了一种电动汽车退役电池梯次复用网络级双向储能监管平台，包括若干个基本储能单元分别接入并通过电力线连接到电网，基本储能单元包括电动汽车废旧电池、储能单元监控系统和电池双向功率变换器，其中，电动汽车废旧电池通过电力线与电池双向功率变换器连接，而电动汽车废旧电池和电池双向功率变换器分别通过通讯线连接储能单元监控系统；同时，每个基本储能单元中的储能单元监控系统分别逐一通过通讯线与网络级储能系统监控平台连接。该实用新型可以对重要负荷供电，延长退役电池使用寿命，提高了动力电池的利用率，降低了储能电池使用成本；节能环保，控制负荷波动，提高电网电能质量。但该实用新型存在一下缺陷：

1)其主要偏向对电池寿命的预测，采用特有设备进行预测；

2)没有主从控制，无法做到设备之间的均流的功能；

3)没有提及功率模块带有热插拔功能；

中国专利公开号为CN106532966A公开了一种利用可再生能源对电池进行充电或者放电的储能系统，其包括再生能源发电模块、功率控制模块、直流母线、多个充放电控制模块、直交流逆变模块、交流母线和能量管理模块；多个充放电控制模块中的每个充放电控制模块均包括DC/DC变换单元和与DC/DC变换单元连接的蓄电单元。本实用新型通过采用单个DC/DC变换单元和单个蓄电单元构成一个独立的充放电控制模块，然后并联多个充放电控制模块并通过能量管理模块单独对每个蓄电单元进行充放电控制，可以有效提高系统性能且可以同时使用规格参数和新旧程度不同的电池。

存在问题：

1)可再生能源存在不稳定因素，当储能系统的储能耗光后，无法实现系统的正常运转，实际中只能作为短时备选电源使用，无法大面积推广使用。

2)每个模块均含有控制器，其制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用退役电池的供电系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用退役电池的供电系统，所述的供电系统包括电网、整流器、直流负载、直流母线、系统控制器、若干个退役电池组；

所述的整流器分别连接电网和直流母线；每一个退役电池组的输出端并联在直流母线上；所述的直流负载连接直流母线；所述的系统控制器分别连接电网、整流器、双向直流变换器、直流母线、逆变器、交流负载和直流负载。

优选地，每个所述的退役电池组包括退役电池和相同数量的变换器，每个所述的变换器一端与对应退役电池连接，另一端并联在直流母线上。

优选地，所述的变换器为双向直流变换器。

优选地，该系统还包括交流负载和逆变器，所述的交流负载通过逆变器连接在直流母线上。

优选地，所述的交流负载与电网直接连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、使用均流技术，无论添加的双向直流变换器(电池组)数量是多少，均可以使同等输出，从而最大程度保护系统的安全与稳定；

2、可实时针对每组电池的实时状态，确定电池组的充放电电流值，最大程度保护电池的性能和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的供电系统结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种利用退役电池的供电系统，所述的供电系统包括电网、整流器、交流负载、直流负载、直流母线、系统控制器、逆变器、若干个退役电池和相同数量的双向直流变换器。所述的整流器连接电网和直流母线；所述的一个双向直流变换器和一个退役电池组成一组电池组；所述的每一组的双向直流变换器的输出端并联在直流母线上，另一端连接该组的退役电池；所述的交流负载通过逆变器连接直流母线，所述的直流负载连接直流母线；所述的系统控制器连接电网、整流器、双向直流变换器、直流母线、逆变器、交流负载和直流负载。

本实用新型主要原理是首先获取当前运行状态下各组电池的数量、电池端口电压、单体电池电压和负载总电流、直流母线电压、直流母线电流等参数信息；接着，初始化系统中每个设备的参数的额定值，上限值和下限值，获取直流母线电流，并计算负载功率，整流器输入功率，并实时检测在线的电池组数，再者判断负载电流是否超过电池组最大输出电流之和，并根据此判断决定是由电池输出电流满足负载，还是当电池不能提供足够电流时，由整流器输出电流提供给负载使用，将负载电流均分至电池输出端，在电池组输出电流同时，检测电池端电压，当电池端电压低于设定值时，切除此电池组模块，并重新统计在线电池组，重新计算和分配电池组输出电流，从而达到对电池组的均流控制。本实用新型可自动实现电池组的均流控制，保证退役电池供电系统的稳定性和可靠性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种利用退役电池的供电系统，其特征在于：所述的供电系统包括电网、整流器、直流负载、直流母线、系统控制器、若干个退役电池组；

所述的整流器分别连接电网和直流母线；每一个退役电池组的输出端并联在直流母线上；所述的直流负载连接直流母线；所述的系统控制器分别连接电网、整流器、双向直流变换器、直流母线、逆变器、交流负载和直流负载。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个所述的退役电池组包括退役电池和相同数量的变换器，每个所述的变换器一端与对应退役电池连接，另一端并联在直流母线上。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述的变换器为双向直流变换器。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，该系统还包括交流负载和逆变器，所述的交流负载通过逆变器连接在直流母线上。

5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述的交流负载与电网直接连接。