[实用新型]放电能源回收再利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电能源回收再利用系统，属于锂离子电池电能源回收再利用的技术领域。

背景技术

锂离子聚合物二次电池是一种在20世纪90年代初发展起来的先进蓄电池，它具有电压高、比能量大、寿命长及无记忆效应等特点。1991年以来，2AH容量以下的电池在移动电话、笔记本电脑和8mm摄像机上获得广泛应用，其电性能和安全性能已经被用户所接受。

    针对于锂离子电池的充放电设备，国内生产的厂家也很多，比较著名的有广州擎天电器科学院、杭州可靠仪器厂等等。传统的众多放电机都不具备能源回收再利用这个特点，一般来说，锂电池释放的电能都直接消耗在功率电阻等消耗型器件上，这样不仅造成电能上的白白浪费，功率电阻等消耗器件的发热还会对设备的精度、稳定性等性能产生影响。

放电能源回收再利用装置是结合虚拟仪器技术、电力电子技术以及单片机技术，将锂电池释放的电能进行转换、存储、再利用。即把在传统锂离子电池恒流放电工艺环节中，直接损耗在功率电阻等消耗型器件上的能量完成回收再利用过程。

如今，全球气候变暖趋势日渐严重，各国都在大力支持节能减排的行动，放电能源回收再利用系统的应运而生，不仅打破了传统的设计思维，还符合节能减排理念。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种放电能源回收再利用系统。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明放电能源回收再利用系统，其特征在于包括能量管理单元和N个并列设置的基板，所述N个并列设置的基板分别通过通信总线与能量管理单元连接，其中N为大于1的自然数。

优选地，所述N个基板结构相同，每个基板都包括电池管理系统、分流单元、切换单元以及多个储能单元，电池管理系统分别对分流单元和切换单元进行控制，分流单元和切换单元之间直接对应并列设置多个储能单元。

优选地，所述分流单元由MOS管驱动电路以及与储能单元相互对应的MOS管阵列构成，每个MOS管的门极分别与MOS管驱动电路的输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

优选地，所述切换单元包括结构相同的放电回路和充电回路，每个回路都由与储能单元个数相同的MOS管并列设置构成，每个MOS管的门极分别与电池管理系统的控制信号输出端连接，每个MOS管的源极分别与储能单元对应连接。

优选地，所述储能单元由两组铅酸电池组组成，电池组内单体电池充电并联，放电串联。

本发明系统是由储能单元、能量管理单元和基板单元三大部分组成的，系统利用MOSFET控制技术来实现分流，重新给电池组充电，完成能量回收过程；切换技术来实现电池组的充/放电转换，完成能量再利用过程。本发明可靠性高、可适应性强、技术损耗低，回收效率高。

附图说明

图1 是系统结构图，说明了系统的具体构成及工作原理。

图2 是基板构成图，说明了基板中分流单元的作用。

图3 是分流原理示意图，说明了如何实现分流。

图4 是分流单元原理图，说明了硬件上实现分流的详细方法。

图5 是切换单元示意图，说明了如何实现充/放电状态的转换。

具体实施方式

如图1所示，系统基于传统RS485主从拓扑结构，监控站采用巡检的方式与每一块基板进行数据通信。每一块基板拥有分流、切换两大单元，基板间独立。当基板接收到主站点命令后，就会自动完成物理地址的配对，配对成功则分析命令进行响应，反之，丢弃该命令。这样很好的保证了任意时刻总线上只有一块基板跟主站点通信成功，避免基板发生通信链路拥堵导致瘫痪。基板底层通信采用CRC16校验算法，监控站BMS应用软件采用基于LABVIEW图形化编程的开发平台，既提高了可靠性，也丰富了人机交互界面。

能量管理单元（BMS）

通过调用LABVIEW的VISA通信端口，结合RS485总线协议，完成上位机与多个基板之间的组网连接，最终实现数据传输。能量管理单元基于RS485总线的通信网络定义了应用层协议和物理链路层协议，完成了电池组充电电流、充电电压、放电电流、放电电压 、电池组剩余容量等参数的监控。

基板单元

结合MOSFET的物理特性，硬件上不仅实现分流，完成了大电流到小电流的转换，降低了利用风险，为能量再存储创造条件，还能实现切换，完成电池组之间工作状态的转换，为能量再利用提供基础平台。