[发明专利]蓄电池组连接电路及智能蓄电池组

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池组，特别涉及一种新型的蓄电池组连接电路及智能蓄电池组。

背景技术

化石能源的潜在危机使得可再生能源的使用越来越受到全人类的重视。可再生能源系统与设施如风电站、光伏发电站的构建往往都包括蓄电池组。对于风电站和光伏发电站而言，实现有功功率最重要的调节手段便是储能，大功率、大容量的储能系统能够平抑风电和光伏电的波动性和间歇性。蓄电池组的安全性和正常运行效率对于风电站和光伏电站的运行至关重要。

当前风力和光伏发电系统中蓄电池组的储能绝大多数采用如下工作原理，即：

1）系统监测发电设备的输出电压，若输出电压达到或高于蓄电池组的额定充电电压，发电设备对蓄电池组的输入通过降压、稳压供给蓄电池组用于储能；

2）系统监测发电设备的输出电压，若输出电压低于蓄电池组的额定充电电压，则发电设备与蓄电池组的电气连接被断开保护发电设备，其原因在于：

现有蓄电池组正常蓄能时的额定充电电压在设计时就是固定不变的，而风力发电机、太阳能电池板提供的充电电压是波动的，当发电设备的输出电压低于蓄电池组充电所需要的电压时，发电设备不仅不能蓄能，更严重的是还可能反向对发电设备供能，如果处理不当甚至会造成对发电设备的损害。所以，当发电设备的输出电压低于电池组充电所需的额定电压时，系统需要断开蓄电池组与发电设备的电气连接，保护设备，但是这样带来的问题是对发电设备所产生的电能没有充分利用，降低了发电系统的运行效率。

近来人们发展出了一种新的电池管理技术，其利用如图1所示的蓄电池组连接结构可以实现对蓄电池组充电额定电压的调整，充分利用发电设备产生的电能，提高了能源的利用效率。 具体而言，参阅图1，假设电池组有N个电池组成，每个电池额定充电电压为ε。 当所有开关S_i，1打开同时S_i，2闭合时，i=1,2,…N，N为大于1的正整数，该蓄电池组与普通蓄电池组无区别，充电额定电压为Nε。

若对第i个电池进行考察，则：当开关S_i，1闭合同时S_i，2打开时，电池i接入电路回路；当开关S_i，1打开同时S_i，2闭合时，电池i旁出电路回路。所以通过调整开关S_i，1和S_i，2的通断状态，就可以控制第i个电池接入或者旁出充电回路。如果K＜N个电池被接入充电电路，那么此时蓄电池组的额定充电电压就降低为Kε。

更为具体的讲，该电池管理技术的工作方式为：当充电输入电压V_input<Nε时，

1）通过降压稳压电路，充电输出电压V_output= Mε，M为小于N的正整数；

2）调整开关S_i，1和S_i，2的通断状态使得蓄电池组内只有M个电池接入充电回路，其余电池旁出充电回路；

3）充满的电池旁出，接入未充满的电池，直至所有电池充满。

但该电池管理技术依然有如下不足：当V_input＜Nε时，蓄电池组不能工作在浮充状态，即一边以约Nε的电压对负载供电，一边对蓄电池组中的电池充电。 

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种新型的蓄电池组连接电路，藉由该蓄电池组连接电路能够改变蓄电池组充电所需的额定电压，使蓄电池组可以在浮充状态正常工作，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种蓄电池组连接电路，包括串联设置的两个以上电池单元，其中，每一电池单元的一极经一第一开关与一降压稳压电路的一个输出端电连接，另一极经一第二开关与所述降压稳压电路的另一个输出端电连接，所述降压稳压电路的输入端与充电输入电路电连接。

进一步的，该两个以上电池单元中的第一个电池单元的一极与负载的一端电连接， 最后一个电池单元的另一极与所述负载的另一端电连接。

作为一种优选的方案，每一电池单元的一极依次经串联设置的一第三开关和一第一开关与一降压稳压电路的一个输出端电连接。

作为一种优选的方案，该两个以上电池单元中的第一个电池单元的一极经一第三开关与负载的一端电连接， 最后一个电池单元的另一极与所述负载的另一端电连接，而除该第一个电池单元的一极及最后一个电池单元的另一极之外，每一电池单元的一极均经一第三开关与位于该电池单元之前的另一个电池单元的另一极电连接。