[實用新型]放電能源回收再利用系統

有效

• 申請號: 201120095762.6
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN201975483U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 韓存疇;柏廣躍
• 申請（專利權）人: 索尼電子(無錫)有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種放電能源回收再利用系統，屬于鋰離子電池電能源回收再利用的技術領域。

背景技術

鋰離子聚合物二次電池是一種在20世紀90年代初發展起來的先進蓄電池，它具有電壓高、比能量大、壽命長及無記憶效應等特點。1991年以來，2AH容量以下的電池在移動電話、筆記本電腦和8mm攝像機上獲得廣泛應用，其電性能和安全性能已經被用戶所接受。

????針對于鋰離子電池的充放電設備，國內生產的廠家也很多，比較著名的有廣州擎天電器科學院、杭州可靠儀器廠等等。傳統的眾多放電機都不具備能源回收再利用這個特點，一般來說，鋰電池釋放的電能都直接消耗在功率電阻等消耗型器件上，這樣不僅造成電能上的白白浪費，功率電阻等消耗器件的發熱還會對設備的精度、穩定性等性能產生影響。

放電能源回收再利用裝置是結合虛擬儀器技術、電力電子技術以及單片機技術，將鋰電池釋放的電能進行轉換、存儲、再利用。即把在傳統鋰離子電池恒流放電工藝環節中，直接損耗在功率電阻等消耗型器件上的能量完成回收再利用過程。

如今，全球氣候變暖趨勢日漸嚴重，各國都在大力支持節能減排的行動，放電能源回收再利用系統的應運而生，不僅打破了傳統的設計思維，還符合節能減排理念。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種放電能源回收再利用系統。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

本發明放電能源回收再利用系統，其特征在于包括能量管理單元和N個并列設置的基板，所述N個并列設置的基板分別通過通信總線與能量管理單元連接，其中N為大于1的自然數。

優選地，所述N個基板結構相同，每個基板都包括電池管理系統、分流單元、切換單元以及多個儲能單元，電池管理系統分別對分流單元和切換單元進行控制，分流單元和切換單元之間直接對應并列設置多個儲能單元。

優選地，所述分流單元由MOS管驅動電路以及與儲能單元相互對應的MOS管陣列構成，每個MOS管的門極分別與MOS管驅動電路的輸出端連接，每個MOS管的源極分別與儲能單元對應連接。

優選地，所述切換單元包括結構相同的放電回路和充電回路，每個回路都由與儲能單元個數相同的MOS管并列設置構成，每個MOS管的門極分別與電池管理系統的控制信號輸出端連接，每個MOS管的源極分別與儲能單元對應連接。

優選地，所述儲能單元由兩組鉛酸電池組組成，電池組內單體電池充電并聯，放電串聯。

本發明系統是由儲能單元、能量管理單元和基板單元三大部分組成的，系統利用MOSFET控制技術來實現分流，重新給電池組充電，完成能量回收過程；切換技術來實現電池組的充/放電轉換，完成能量再利用過程。本發明可靠性高、可適應性強、技術損耗低，回收效率高。

附圖說明

圖1?是系統結構圖，說明了系統的具體構成及工作原理。

圖2?是基板構成圖，說明了基板中分流單元的作用。

圖3?是分流原理示意圖，說明了如何實現分流。

圖4?是分流單元原理圖，說明了硬件上實現分流的詳細方法。

圖5?是切換單元示意圖，說明了如何實現充/放電狀態的轉換。

具體實施方式

如圖1所示，系統基于傳統RS485主從拓撲結構，監控站采用巡檢的方式與每一塊基板進行數據通信。每一塊基板擁有分流、切換兩大單元，基板間獨立。當基板接收到主站點命令后，就會自動完成物理地址的配對，配對成功則分析命令進行響應，反之，丟棄該命令。這樣很好的保證了任意時刻總線上只有一塊基板跟主站點通信成功，避免基板發生通信鏈路擁堵導致癱瘓。基板底層通信采用CRC16校驗算法，監控站BMS應用軟件采用基于LABVIEW圖形化編程的開發平臺，既提高了可靠性，也豐富了人機交互界面。

能量管理單元（BMS）

通過調用LABVIEW的VISA通信端口，結合RS485總線協議，完成上位機與多個基板之間的組網連接，最終實現數據傳輸。能量管理單元基于RS485總線的通信網絡定義了應用層協議和物理鏈路層協議，完成了電池組充電電流、充電電壓、放電電流、放電電壓?、電池組剩余容量等參數的監控。

基板單元

結合MOSFET的物理特性，硬件上不僅實現分流，完成了大電流到小電流的轉換，降低了利用風險，為能量再存儲創造條件，還能實現切換，完成電池組之間工作狀態的轉換，為能量再利用提供基礎平臺。