[發明專利]高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統及方法

有效

• 申請號: 201810913315.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109066852B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉森磊
• 申請（專利權）人: 劉森磊;劉欣
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

本發明公開了一種高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統及方法，系統包括蓄電池組。蓄電池組包括若干蓄電池單元。每個蓄電池單元配設一雙向轉換開關。系統控制器通過控制雙向轉換開關的充放電切換狀態來實現蓄電池單元充放電狀態的改變。系統控制器借由向各雙向轉換開關發出循環移位充電信號來實現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以及向電位提升器供電并與電位提升器串聯連接來向蓄電池組輸出高于蓄電池單元端電壓的充電電壓。本發明在不增加電池容量的條件下，明顯提升了蓄電池的放電能力。

技術領域

本發明涉及一種高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統及基于該系統實現的高倍率放電動力蓄電池放電能力提升方法，屬于動力蓄電池性能提升技術領域。

背景技術

在許多需要電池提供高倍率放電輸出的領域，如無人機和電動汽車等，現有的鋰電池，即便應用了具有較高能量密度的聚合物電池，其放電能力(容量) 和比能量密度水平還是無法達到實際使用的要求，甚至是相差甚遠，這導致了電池放電時間過短，極大局限了在要求較高的領域中的應用。由此可見，動力電池放電性能差這一缺陷已成為許多產業技術發展中的嚴重障礙，亟待進一步地優化與提升。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統及基于該系統實現的高倍率放電動力蓄電池放電能力提升方法，其在不影響蓄電池組持續對外放電的基礎上，針對蓄電池在大電流連續放電過程中存在的弱點和弊端，利用放電能量同時對蓄電池組中的蓄電池單元逐次輪流充電，在不增加電池容量的條件下，明顯提升了蓄電池的放電能力。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統，其特征在于：它包括蓄電池組、系統控制器、電位提升器和雙向轉換開關，其中：蓄電池組包括若干蓄電池單元；每個蓄電池單元配設一雙向轉換開關；系統控制器通過控制雙向轉換開關的充放電切換狀態來實現蓄電池單元充放電狀態的改變；系統控制器借由向各雙向轉換開關發出循環移位充電信號來實現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以及向電位提升器供電并與電位提升器串聯連接來向蓄電池組輸出高于蓄電池單元端電壓的充電電壓，其中，充電的各蓄電池單元通過雙向轉換開關并聯后接收充電電壓進行充電，放電的各蓄電池單元通過雙向轉換開關并聯后從放電輸出接口向負載放電的同時，向電位提升器供電。

一種基于所述的高倍率放電動力蓄電池放電能力提升系統實現的高倍率放電動力蓄電池放電能力提升方法，其特征在于，它包括步驟：

所述系統控制器對各所述雙向轉換開關的充放電切換狀態進行控制，使處于放電狀態的各所述蓄電池單元與所述電位提升器串接輸出充電電壓來對所述蓄電池組中的蓄電池單元逐次輪流充電，在每次充電時：

所述系統控制器向至少一所述雙向轉換開關發出充電指令以及向其它所述雙向轉換開關發出放電指令，接收到充電指令的所述雙向轉換開關切換至充電模式，來使切換至充電模式的所述雙向轉換開關所連接的所述蓄電池單元接收所述電位提升器輸出的充電電壓進行充電，同時接收到放電指令的所述雙向轉換開關切換至放電模式，來使切換至放電模式的所述雙向轉換開關所連接的所述蓄電池單元向負載放電的同時，向所述電位提升器供電并與所述電位提升器串聯連接來輸出充電電壓。

本發明的優點是：

本發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，在不影響蓄電池組持續對外放電的基礎上，對蓄電池組中的蓄電池單元逐次輪流充電，實現了提升蓄電池放電能力的功效，用較小的充電功率有效抑制了蓄電池在持續大電流放電時其內部產生的不良效應，大大改善了蓄電池在充放電過程中電化學反應的環境和工作條件，做到了對蓄電池放電潛能的深度挖掘，使蓄電池在放電的同時其電能得到了在線的恢復和補充，實現了延長并不間斷地向外部負載放電的效果，明顯提升了蓄電池的放電能力、等效容量和比能量密度。