[發(fā)明專利]復(fù)合式高能量蓄電池系統(tǒng)及放電能量提升方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810913268.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN109066941A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉森磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 必利恩（北京）新能源技術(shù)研究有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02J7/14
• 分類號(hào): H02J7/14
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)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(fù)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(duì)外部電源提供的電壓進(jìn)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(gè)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(shí)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(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池單元逐次輪流充電，每次對(duì)至少一蓄電池單元進(jìn)行充電而不充電的各蓄電池單元向負(fù)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(qiáng)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(fù)合式高能量蓄電池系統(tǒng)，以及基于該系統(tǒng)實(shí)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(chǔ)能、節(jié)能、清潔能源發(fā)電以及電動(dòng)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?cè)谀茉搭I(lǐng)域中的應(yīng)用受到了很大的局限，特別是在對(duì)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(shí)際使用要求相差很遠(yuǎn)，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(jìn)步的嚴(yán)重障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)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(shí)現(xiàn)了對(duì)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(qiáng)了蓄電池的放電能力、等效容量和能量密度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種復(fù)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(duì)外部電源提供的電壓進(jìn)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(gè)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(shí)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(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池單元逐次輪流充電，每次對(duì)至少一蓄電池單元進(jìn)行充電而不充電的各蓄電池單元向負(fù)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(jìn)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(fù)載放電。

一種基于所述的復(fù)合式高能量蓄電池系統(tǒng)實(shí)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(duì)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(duì)所述蓄電池組的所述蓄電池單元進(jìn)行逐次輪流充電，在每次充電時(shí)：

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(jìn)行充電，同時(shí)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(fù)載放電。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)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(duì)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(duì)外部負(fù)載放電效果的基礎(chǔ)上，利用較小的外部能源對(duì)各蓄電池單元的放電能量進(jìn)行高效率地在線恢復(fù)和補(bǔ)充，達(dá)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(fù)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(shí)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(xué)反應(yīng)環(huán)境和工作條件，做到了對(duì)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(fù)合式高能量蓄電池系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例示意圖。