[發(fā)明專(zhuān)利]高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810913315.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109066852B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉森磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉森磊;劉欣
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 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(mǎn)靖

本發(fā)明公開(kāi)了一種高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括蓄電池組。蓄電池組包括若干蓄電池單元。每個(gè)蓄電池單元配設(shè)一雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)控制器通過(guò)控制雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的充放電切換狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池單元充放電狀態(tài)的改變。系統(tǒng)控制器借由向各雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)出循環(huán)移位充電信號(hào)來(lái)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)載放電以及向電位提升器供電并與電位提升器串聯(lián)連接來(lái)向蓄電池組輸出高于蓄電池單元端電壓的充電電壓。本發(fā)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升方法，屬于動(dòng)力蓄電池性能提升技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在許多需要電池提供高倍率放電輸出的領(lǐng)域，如無(wú)人機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)等，現(xiàn)有的鋰電池，即便應(yīng)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(wú)法達(dá)到實(shí)際使用的要求，甚至是相差甚遠(yuǎn)，這導(dǎo)致了電池放電時(shí)間過(guò)短，極大局限了在要求較高的領(lǐng)域中的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，動(dòng)力電池放電性能差這一缺陷已成為許多產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中的嚴(yán)重障礙，亟待進(jìn)一步地優(yōu)化與提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升方法，其在不影響蓄電池組持續(xù)對(duì)外放電的基礎(chǔ)上，針對(duì)蓄電池在大電流連續(xù)放電過(guò)程中存在的弱點(diǎn)和弊端，利用放電能量同時(shí)對(duì)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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)，其特征在于：它包括蓄電池組、系統(tǒng)控制器、電位提升器和雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其中：蓄電池組包括若干蓄電池單元；每個(gè)蓄電池單元配設(shè)一雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；系統(tǒng)控制器通過(guò)控制雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的充放電切換狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池單元充放電狀態(tài)的改變；系統(tǒng)控制器借由向各雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)出循環(huán)移位充電信號(hào)來(lái)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)載放電以及向電位提升器供電并與電位提升器串聯(lián)連接來(lái)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(guò)雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)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(guò)雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)并聯(lián)后從放電輸出接口向負(fù)載放電的同時(shí)，向電位提升器供電。

一種基于所述的高倍率放電動(dòng)力蓄電池放電能力提升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的高倍率放電動(dòng)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(tǒng)控制器對(duì)各所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的充放電切換狀態(tài)進(jìn)行控制，使處于放電狀態(tài)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(lái)對(duì)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(shí)：

所述系統(tǒng)控制器向至少一所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)出充電指令以及向其它所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)出放電指令，接收到充電指令的所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至充電模式，來(lái)使切換至充電模式的所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)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(jìn)行充電，同時(shí)接收到放電指令的所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至放電模式，來(lái)使切換至放電模式的所述雙向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)所連接的所述蓄電池單元向負(fù)載放電的同時(shí)，向所述電位提升器供電并與所述電位提升器串聯(lián)連接來(lái)輸出充電電壓。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明徹底改變了有史以來(lái)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(xù)對(duì)外放電的基礎(chǔ)上，對(duì)蓄電池組中的蓄電池單元逐次輪流充電，實(shí)現(xiàn)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(xù)大電流放電時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生的不良效應(yīng)，大大改善了蓄電池在充放電過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境和工作條件，做到了對(duì)蓄電池放電潛能的深度挖掘，使蓄電池在放電的同時(shí)其電能得到了在線的恢復(fù)和補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了延長(zhǎng)并不間斷地向外部負(fù)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。