[發(fā)明專利]復合式高能量蓄電池系統(tǒng)及放電能量提升方法

在審

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• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109066941A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉森磊
• 申請（專利權(quán)）人: 必利恩（北京）新能源技術(shù)研究有限責任公司
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

本發(fā)明公開了一種復合式高能量蓄電池系統(tǒng)及放電能量提升方法，系統(tǒng)包括蓄電池組。蓄電池組包括若干蓄電池單元。電壓調(diào)節(jié)器對外部電源提供的電壓進行調(diào)節(jié)來向蓄電池組輸出高于蓄電池單元端電壓的充電電壓。每個蓄電池單元配設(shè)一雙向電子開關(guān)，控制器通過控制雙向電子開關(guān)的充放電切換狀態(tài)來實現(xiàn)蓄電池單元充放電狀態(tài)的改變。控制器借由向各雙向電子開關(guān)發(fā)出循環(huán)移位充電信號來實現(xiàn)對蓄電池單元逐次輪流充電，每次對至少一蓄電池單元進行充電而不充電的各蓄電池單元向負載放電。本發(fā)明使蓄電池的放電能量得到了極大提高，大幅增強了蓄電池的放電能力、等效容量和能量密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復合式高能量蓄電池系統(tǒng)，以及基于該系統(tǒng)實現(xiàn)的放電能量提升方法，屬于蓄電池增容與放電能力提升技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，新能源領(lǐng)域常見的二次電池，即蓄電池，其主要類型有鉛酸蓄電池、各類鋰離子電池等，它們已被廣泛應(yīng)用于各類儲能、節(jié)能、清潔能源發(fā)電以及電動汽車等各類用電裝置中。這些蓄電池的容量和能量密度大小不等，但都十分有限，這使得它們在能源領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了很大的局限，特別是在對蓄電池的放電能力或能量密度要求較高的領(lǐng)域，蓄電池的放電性能與實際使用要求相差很遠，問題突出。蓄電池是各種電器裝置、設(shè)備中的重要基礎(chǔ)能源部件，已有蓄電池存在的上述放電能力弱、能量密度低以及成本過高等缺陷經(jīng)已成為限制能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步的嚴重障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復合式高能量蓄電池系統(tǒng)及放電能量提升方法，其利用小功率的外部電源實現(xiàn)了對蓄電池組的逐次輪流充電，使現(xiàn)有成熟的蓄電池的放電能量得到了極大提高，大幅增強了蓄電池的放電能力、等效容量和能量密度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種復合式高能量蓄電池系統(tǒng)，其特征在于：它包括蓄電池組、外部電源、電壓調(diào)節(jié)器、控制器和雙向電子開關(guān)，其中：蓄電池組包括若干蓄電池單元；電壓調(diào)節(jié)器對外部電源提供的電壓進行調(diào)節(jié)來向蓄電池組輸出高于蓄電池單元端電壓的充電電壓；每個蓄電池單元配設(shè)一雙向電子開關(guān)，控制器通過控制雙向電子開關(guān)的充放電切換狀態(tài)來實現(xiàn)蓄電池單元充放電狀態(tài)的改變；控制器借由向各雙向電子開關(guān)發(fā)出循環(huán)移位充電信號來實現(xiàn)對蓄電池單元逐次輪流充電，每次對至少一蓄電池單元進行充電而不充電的各蓄電池單元向負載放電，其中，充電的各蓄電池單元通過雙向電子開關(guān)并聯(lián)后接收充電電壓進行充電，放電的各蓄電池單元通過雙向電子開關(guān)并聯(lián)后從放電輸出接口向負載放電。

一種基于所述的復合式高能量蓄電池系統(tǒng)實現(xiàn)的放電能量提升方法，其特征在于，它包括步驟：

所述蓄電池組電能下降，則基于所述控制器對所述雙向電子開關(guān)的充放電切換狀態(tài)的控制，使所述電壓調(diào)節(jié)器向所述蓄電池組提供充電電壓而對所述蓄電池組的所述蓄電池單元進行逐次輪流充電，在每次充電時：

所述控制器向至少一所述雙向電子開關(guān)發(fā)出充電指令以及向其它所述雙向電子開關(guān)發(fā)出放電指令，接收到充電指令的所述雙向電子開關(guān)切換至充電模式，以使切換至充電模式的所述雙向電子開關(guān)所連接的所述蓄電池單元接收充電電壓進行充電，同時接收到放電指令的所述雙向電子開關(guān)切換至放電模式，以使切換至放電模式的所述雙向電子開關(guān)所連接的所述蓄電池單元向負載放電。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明徹底改變了有史以來蓄電池一直沿用的充、放電和放、充電的使用模式，對蓄電池組中的蓄電池單元采用逐次輪流充電的方式，在不影響蓄電池組整體對外部負載放電效果的基礎(chǔ)上，利用較小的外部能源對各蓄電池單元的放電能量進行高效率地在線恢復和補充，達到了既提升蓄電池組的放電能力、等效容量、能量密度，又不間斷地向負載放電的目的，在不增加電池容量的前提下，用較小的功率有效抑制了蓄電池內(nèi)部在持續(xù)放電時出現(xiàn)的不良效應(yīng)，大大改善了蓄電池在放電過程中的電化學反應(yīng)環(huán)境和工作條件，做到了對蓄電池組放電潛能的充分挖掘。

附圖說明

圖1是本發(fā)明復合式高能量蓄電池系統(tǒng)的一較佳實施例示意圖。