[發明專利]電能回饋型電池充放電與分容設備

有效

• 申請號: 201410276598.7
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104079029A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 楊兆華
• 申請（專利權）人: 佛山市貝瑞爾電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及電力電子領域，尤其涉及一種電能回饋型電池充放電與分容設備。

背景技術

隨著國民經濟的迅猛發展和科學技術的不斷進步，基于蓄電池供電或以蓄電池作為后備電源的電源系統應用越來越普遍。如電動機車，電力系統的直流電源系統，通信、鐵道、地鐵、機場、消防等領域的直流不間斷電源系統和交流不間斷系統（UPS）都需要大量使用各種蓄電池。

電池化成，即對電池反復進行充電、放電，是電池生產過程中的一個重要環節，電能回饋型電池充放電與分容設備是電池化成的主要設備。

由于技術及成本因素，目前電池化成設備的充放電方式為：充電過程采用傳統線性恒流源，充電拓撲結構比較簡單，同時采用不可控整流會給電網帶來各種降低電能質量的因素，造成網側功率因數低、諧波含量大，產生大量電網污染源，污染電網；放電過程采用電阻或功率半導體器件發熱耗電，以致產生大量熱量，造成能源資源的浪費，并需要安裝大量高功率空調來降溫，消耗大量的電能，整機效率低，無電能回饋裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單的電能回饋型電池充放電與分容設備，既可實現對電池的恒流充電，又可將電池放電電能回饋至電網，實現能量再生利用。

本發明所要解決的技術問題還在于，提供一種電能回饋型電池充放電與分容設備，采用雙向隔離型開關電源，提高電能利用率，達到節電的效果，并利用高頻隔離變壓器實現電氣隔離。

本發明所要解決的技術問題還在于，提供一種電能回饋型電池充放電與分容設備，采用高頻同步整流實現充電，提高效率，提高網側功率因數、減少諧波含量等危害能質量的因素。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電能回饋型電池充放電與分容設備，包括：Buck-Boost雙向變換器，用于對直流電壓進行升壓、降壓處理，提供電池充放電的恒流恒壓；雙向隔離型開關電源，用于對直流電壓進行升壓、降壓處理；雙向DC/AC變流器，用于對電壓進行直流與交流之間的變換；控制電路，用于監控所述Buck-Boost雙向變換器、雙向隔離型開關電源、雙向DC/AC變流器；電池與電網之間依次串接所述Buck-Boost雙向變換器、雙向隔離型開關電源、雙向DC/AC變流器，所述Buck-Boost雙向變換器、雙向隔離型開關電源、雙向DC/AC變流器與所述控制電路電連接；電網側交流電壓經雙向DC/AC變流器變換成直流電壓，直流電壓經雙向隔離型開關電源進行第一次降壓處理，經過第一次降壓處理后的直流電壓再經Buck-Boost雙向變換器進行第二次降壓處理，使直流電壓降低至電池的充電電壓，將所述經第二次降壓處理后的直流電壓提供至電池，對電池進行恒流充電處理；電池輸出的直流電壓經Buck-Boost雙向變換器進行第一次升壓處理，經過第一次升壓處理后的直流電壓再經雙向隔離型開關電源進行第二次升壓處理，經過第二次升壓處理后的直流電壓通過雙向DC/AC變流器變換成交流電壓，將所述交流電壓并入電網，使電池放電電能回饋至電網。

作為上述方案的改進，所述Buck-Boost雙向變換器包括Buck-Boost變換器主回路及Buck-Boost控制電路，所述Buck-Boost變換器主回路包括Buck電路及Boost電路；所述Buck-Boost控制電路根據充放電電流信號及充放電電壓信號控制所述Buck-Boost變換器主回路，使充電時，所述Buck-Boost變換器主回路的Buck電路工作，放電時，所述Buck-Boost變換器主回路的Boost電路工作。

作為上述方案的改進，所述Buck-Boost控制電路包括第一脈寬調制器及第一調節器，所述第一脈寬調制器的輸入端與所述第一調節器電連接，所述第一脈寬調制器的輸出端與所述Buck-Boost變換器主回路電連接；通過采樣將充放電電流信號經所述第一調節器發送到所述第一脈寬調制器，通過采樣將充放電電壓信號發送到所述第一脈寬調制器，所述第一脈寬調制器根據所述充放電電流信號及充放電電壓信號輸出脈寬調制信號，控制所述Buck-Boost變換器主回路中Buck電路及Boost電路的工作狀態。

作為上述方案的改進，所述雙向隔離型開關電源包括正激-推挽電路及雙向隔離型開關電源控制電路；所述雙向隔離型開關電源控制電路根據所述正激-推挽電路的電壓反饋值及電壓給定值，控制所述正激-推挽電路，使充電時，所述正激-推挽電路以正激方式工作，放電時，所述正激-推挽電路以推挽方式工作。