[发明专利]基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收系统

说明书

技术领域

本发明是关于基于直流母线的可充电电池冲放电过程中的能量回收方案，尤其是关于用可充电电池在生产化成过程中冲放电时进行能量回收电路及方法。

背景技术

在可充电电池的生产过程中，电池制造成电池后，因为电极上使用的活性物质表面的活性不足，需要采用小进行充电，使得活性材料的表面的氧化层还原，提高锂离子的反应活性，随着活化的进行，电池的容量逐渐提高，等经过几个小电流的充放电循环之后，电池的容量和性能达到最佳。在此过程中，充电时需要从外界输入能量；而放电时，很多情况下是用电阻负载或者电子负载来消耗储存的能量，对电能是个很严重的浪费。现在已经有些关于如何回收负载回收的技术研究和产品。

如图1所示是目前电池放电能量回收的一种常用方法。电池充电时通过专门的交流/直流充电器从市电网获取能量充电；放电时，则通过一个直流/交流的逆变电路，将被老化电池的直流输出转换成交流，并通过复杂的交流并网技术将能量回馈到电网里面。

但是上述现有技术，需要单独的充电器和一个逆变器；逆变器需要一个比较复杂的并网电路，成本高，施工困难。

发明内容

本发明提供了新的基于直流母线的电池充放电过程中能量回收的系统和方法。能量回收系统包括将多个可充电电池；包含多个可以双向工作的直流/直流电源转换器，一边连接对应的电池，一边并联到直流母线，实现电池的充电或者放电控制，双向工作的直流/直流电源转换器也可以是单独的充电器和放电器的组合；输出连接到直流母线的交流/直流的转换器，从市电网络补充第一次充电时需要的能量，及转换中损失的能量；包括输入连接到直流母线储能装置或者负载，来吸收当系统总的放电大于充电的多余部分能量，维持母线电压的稳定。

附图说明

以下附图中类似的标号表示类似组件，后述具体实施方式结合以下的附图进行，使得本发明的特性和优点显而易见。

图1目前一种常用的能量回收方案。

图2基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收系统方块图。

具体实施方式

以下对本发明即基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收系统给出详细的参考。尽管本发明对这些实施方式进行阐述和说明，但本发明不仅仅指局限于这些实施方式。本发明涵盖权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有的替代物，变体和等同物。

本领域的技术人员将理解，即使没有下文的具体实施方式中给出的具体细节，本发明同样可以实施。

根据本发明的一个实施案例，图2举例说明了基于直流母线的可充电电池冲放电过程中能量回收的系统框图，交流/直流的转换器是通常所说的整流器，提供一个直流母线。所有的电池在充电时候从母线上获取能量，由直流/直流变换器进行可控的充电；而当电池放电时候，经过直流/直流变换器，将能量可控的传输到直流母线上；充电和放电实际上可以合成为一个双向的不需要隔离的直流/直流控制器。

在电池的生产过程中，当大数量的电池在做充放电老化测试时，一部分电池单元在充电，而另外一部分电池在放电，充电需要的能量和放电释放的能量会在直流母线上中和；电池第一次充电时是纯粹的能量输入，所以总体来说需要从市电网交流/直流的转换器补充能量，来维持母线的稳定。

在某个时间，放电的所释放的能量可能会超过充电需要的能量，这时可以通过储能设备，比如大容量的电池来储存能量，也可以通过负载直接消耗这部分的能量。当大量的电池单元在随机启动电池充电和放电时，需要储存或消耗的能量的概率是小的；有目的的分别启动一定数量的电池单元放电，而另一数量的电池充电，则可以循环利用所有放电释放出来的能量。储能设备或者负载启动的工作电压高于交流/直流转换器的输出电压，使得在一般情况下需要储存或者消耗的能量。

因此，本发明个借助一个中间的直流母线，实现了不需要复杂并网技术的能量回收系统解决方案。而且本发明中的电池充电和放电都是一个非隔离的直流/直流的转换过程，成本低，可靠性高。模块化结构方便系统的扩展。

上文具体实时方式和附图仅为本发明的常用实施案例，在后附权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域的技术人员应该理解，本发明在实际应用中可以根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。