一种电池串联充放电电路及充放电控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种电池串联充放电电路及充放电控制方法，包括：整流逆变电源和N个电池单元；每个电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元；单刀双掷继电器的常闭端与电池正极相连，常开端与电池负极相连；续流单元并联旁路于单刀双掷继电器的公共端与常开端；通过单刀双掷继电器的公共端使N个电池单元串联连接，并与整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。电池充放电时，可通过单刀双掷继电器常闭端和常开端间的切换实现退出或投入某一电池。在退出或投入某一电池的过程中，由于续流单元的续流作用，主电路的电流不会中断，使得单体电池在充放电过程中退出或投入不影响其它电池的正常充放电工作，操作简便且设备成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种电池串联充放电电路及充放电控制方法
本专利技术涉及电路设计
，具体涉及一种电池串联充放电电路及充放电控制方法。
技术介绍
电路设计，是指按照一定规则，使用特定方法设计出符合使用要求的电路系统。在电池蓄能电站和电池生产企业，需要对数量庞大的电池进行充放电操作。常见的电池充放电连接电路有两种方式，即一个电池对应一个充放电通道的单电池充放电方式和多电池串联后连接一个充放电通道的电池串联充放电方式。单电池充放电方式存在设备多、投资大、能耗大的问题；串联充放电可大幅节约设备投资，降低生产能耗，但增加了工艺管理难度，特别是要在不中断主回路电流前提下解决充、放电过程中单体电池完成充放电或出现故障的退出问题。电池串联充放电过程中，当出现某一单体电池故障、充电到达最高充电电压、放电到达最低放电电压等情况时，电池需要退出电路。因此，电路亟需解决的关键问题是如何在充放电过程中实现单体电池的退出，且不影响其它电池的正常充放电工作，不出现充放电主回路断路或电池短路等。
技术实现思路
由于现有方法存在上述问题，本专利技术实施例提供一种电池串联充放电电路及充放电控制方法。具体地，本专利技术实施例提供了以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种电池串联充放电电路，包括：整流逆变电源和N个电池单元，N≥2；每个所述电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元；所述单刀双掷继电器的常闭端与所述单体电池的正极相连，所述单刀双掷继电器的常开端与所述单体电池的负极相连；所述续流单元并联旁路于所述单刀双掷继电器的公共端与常开端；其中，所述续流单元的抑制电压高于所述单体电池的充放电最高电压，在所述单体电池充放电时，所述续流单元处于反向阻断状态；每个电池单元中的单刀双掷继电器的公共端与上一电池单元中的单体电池的负极相连，每个电池单元中的单体电池的负极与下一电池单元的单刀双掷继电器的公共端相连，N个电池单元依次串联连接，并与所述整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。进一步的，所述续流单元为瞬态电压抑制器TVS管。进一步的，所述续流单元为由二极管组合形成的具有TVS管特性的电路。进一步的，所述单刀双掷继电器替换为单刀双掷开关；或，所述单刀双掷继电器替换为两个单刀开关；或，所述单刀双掷继电器替换为两个单刀继电器。进一步的，所述单体电池为单节电池或单个电池包。进一步的，所述单体电池为具有电压保护功能或不具有电压保护功能的单体电池。进一步的，还包括：控制电路；所述控制电路的一端与所述N个电池单元连接，另一端与所述整流逆变电源连接，所述控制电路用于检测电池单元状态参数，控制电池单元的退出和投入，还用于对所述整流逆变电源进行调节。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于电池串联充放电电路的电池串联充放电控制方法，包括：在检测到任一电池单元中的单体电池完成充电时，若确定单体电池具有电压保护功能，则由于单体电池呈高阻抗状态，单体电池两端电压升高，当电压升高到续流单元的抑制电压时，续流单元自动导通续流，保证了主回路电流不中断；若确定单体电池不具有电压保护功能，则控制电路检测到单体电池两端电压高于设定最高充电电压时，控制电路控制对应的单刀双掷继电器切换，常闭端断开退出单体电池，主回路通过续流单元续流；在检测到任一电池单元中的单体电池正在充电时，无论单体电池是否具有电压保护功能，当控制电路检测到单体电池两端电压高于设定最高充电电压时，控制电路控制对应的单刀双掷继电器切换，常闭端断开退出单体电池，常开端闭合旁路短路续流单元，主回路电流切换到闭合后的常开端，使得电路损耗降到最低；在检测到任一电池单元中的单体电池完成放电时，若确定单体电池具有电压保护功能，则由于单体电池呈高阻抗状态不能通过电流，此时主回路电流自动换流到续流单元，保证了主回路电流不中断；若单体电池不具有电压保护功能，则控制电路检测到单体电池两端电压低于设定最低放电电压时，控制电路控制对应的单刀双掷继电器切换，常闭端断开退出单体电池，主回路通过续流单元续流；在检测到任一电池单元中的单体电池正在放电时，无论单体电池是否具有电压保护功能，当控制电路检测到单体电池两端电压低于设定最低放电电压时，控制电路控制对应的单刀双掷继电器切换，常闭端断开退出单体电池，常开端闭合旁路短路续流单元，主回路电流切换到闭合后的常开端，使得电路损耗降到最低。进一步的，还包括：所述控制电路用于对N个电池单元进行检测和控制，还用于对整流逆变电源进行调节；所述控制电路通过采集的电池单元两端的电压、单体电池的温度，充放电电流、时间、续流单元电流来判断电池状态和获得电池的性能参数；所述控制电路用于在电池充电时，控制所述整流逆变电源工作在整流模式，为交流输入，直流输出电源，有恒压、恒流调节模式；所述控制电路用于在电池放电时，控制所述整流逆变电源工作在逆变模式，实现能量回馈。进一步的，还包括：当放电不需要电流回馈时，采用预设放电消耗方式，消耗放电的能量。由上面技术方案可知，本专利技术实施例提供的一种电池串联充放电电路，包括整流逆变电源和至少两个电池单元，且每个电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元，单刀双掷继电器的常闭端与单体电池的正极相连，常开端与单体电池的负极相连，并将续流单元并联旁路于所述单刀双掷继电器的公共端与常开端。其中，每个电池单元中的单刀双掷继电器的公共端与上一电池单元中的单体电池的负极相连，每个电池单元中的单体电池的负极与下一电池单元的单刀双掷继电器的公共端相连，N个电池单元依次串联连接，并与整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。在电池充放电时，单体电池通过单刀双掷继电器的常闭端串联后与整流逆变电源连接，由于续流单元的抑制电压高于单体电池的充放电电压，续流单元的旁路不会对充放电主回路造成影响。电池完成充放电需要退出时，在单体电池退出主回路至单刀双掷继电器常开端闭合通过主回路电流的短暂过程中，主回路电流从续流单元流过，续流单元起到续流作用，保证主回路电流不会中断。此外，当单刀双掷继电器的常开端闭合后对续流单元起到旁路短路作用，从而减少了续流单元的导通时间，减少了损耗，降低了对续流单元器件的硬件要求。由此可知，本专利技术实施例提供了一种用于电池串联充放电的低损耗电路，用于多电池串联充电、放电，实现了充放电过程中单体电池的退出或投入不影响其它电池的正常充放电工作，操作简单，可以防止误操作，解决了目前电池串联充放电电路存在的控制复杂、容易误操作、损耗大等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的一种电池串联充放电电路的原理图；图2是本专利技术一实施例提供的一种电池串联充放电电路在某电池单元完成充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池串联充放电电路，其特征在于，包括：整流逆变电源和N个电池单元，N≥2；/n每个所述电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元；所述单刀双掷继电器的常闭端与所述单体电池的正极相连，所述单刀双掷继电器的常开端与所述单体电池的负极相连；所述续流单元并联旁路于所述单刀双掷继电器的公共端与常开端；其中，所述续流单元的抑制电压高于所述单体电池的充放电最高电压，在所述单体电池充放电时，所述续流单元处于反向阻断状态；/n每个电池单元中的单刀双掷继电器的公共端与上一电池单元中的单体电池的负极相连，每个电池单元中的单体电池的负极与下一电池单元的单刀双掷继电器的公共端相连，N个电池单元依次串联连接，并与所述整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池串联充放电电路，其特征在于，包括：整流逆变电源和N个电池单元，N≥2；
每个所述电池单元包括单体电池、单刀双掷继电器和续流单元；所述单刀双掷继电器的常闭端与所述单体电池的正极相连，所述单刀双掷继电器的常开端与所述单体电池的负极相连；所述续流单元并联旁路于所述单刀双掷继电器的公共端与常开端；其中，所述续流单元的抑制电压高于所述单体电池的充放电最高电压，在所述单体电池充放电时，所述续流单元处于反向阻断状态；
每个电池单元中的单刀双掷继电器的公共端与上一电池单元中的单体电池的负极相连，每个电池单元中的单体电池的负极与下一电池单元的单刀双掷继电器的公共端相连，N个电池单元依次串联连接，并与所述整流逆变电源连接，形成串联充放电电路。


2.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，所述续流单元为瞬态电压抑制器TVS管。


3.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，所述续流单元为由二极管组合形成的具有TVS管特性的电路。


4.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，所述单刀双掷继电器替换为单刀双掷开关；或，所述单刀双掷继电器替换为两个单刀开关；或，所述单刀双掷继电器替换为两个单刀继电器。


5.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，所述单体电池为单节电池或单个电池包。


6.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，所述单体电池为具有电压保护功能或不具有电压保护功能的单体电池。


7.根据权利要求1所述的电池串联充放电电路，其特征在于，还包括：控制电路；所述控制电路的一端与所述N个电池单元连接，另一端与所述整流逆变电源连接，所述控制电路用于检测电池单元状态参数，控制电池单元的退出和投入，还用于对所述整流逆变电源进行调节。


8.一种基于如权利要求7所述的电池串联充放电电路的电池串联充放电控制方法，其特征在于，包括：
在检测到任一电池单元中的单体电池完成充电时，若确定单体电池具有电压保护功能，则由于单体电池呈高阻抗状态，单体电池两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玥，
申请(专利权)人：陈玥，
类型：发明
国别省市：广东;44