電池分容柜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新能源技術(shù)，尤其涉及一種電池充放電過程中的能源回收系統(tǒng)，具體來說就是一種電池分容柜。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，鋰離子電池以其高能量密度、高電壓、高循環(huán)、高安全性、綠色環(huán)保等優(yōu)良性能在電子產(chǎn)品等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，在鋰離子電池制作完成后，為驗證產(chǎn)品電池的質(zhì)量及性能并進一步疏通Li+在正負極之間的傳輸路徑，提高電池后期使用過程中的循環(huán)性能，確保出廠后產(chǎn)品的安全性能，在出廠前需對鋰離子電池進行幾次充放電，這一工序稱為“分容”?，F(xiàn)有電池分容技術(shù)是完全測試，具體流程包括:先將電池充滿電(到最高設(shè)定電壓)；然后將電池存儲的電量放空(放到最低設(shè)定電壓)，在放電過程中記錄電池的容量和功；最后補充充電，充電到設(shè)定的電壓?，F(xiàn)有的電路架構(gòu)是線性恒流模式充電和線性恒流模式放電。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)做法是將各單體電池放電的能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，能源利用率低，而且會導致環(huán)境溫度升高。例如，將220V交流電經(jīng)過開關(guān)電源逆變到直流7V，此階段的效率為開關(guān)電源的效率，一般為80%。然后利用線性恒流方法對電池進行充電，電池平均電壓一般是3.8V，所以充電效率54.3%。放電也是用線性恒流模式，這種模式是利用發(fā)熱原理將電池的電能放掉，沒有回收的，回收率為0，由于需要220V外接電源維持恒流放電的正常工作，所以需要消耗220V的電能。最后是補電充電，將沒有電的電池充電到設(shè)定的電壓。由于電池電壓沒有達到3.8V，所以此階段的效率低于54.3%。以3100毫安時的電池為例，它儲存的功是11.47瓦時，如果電池由O電到充滿，需要7V的功是21.1瓦時，需要市電26.4瓦時。到分容過程時電池儲存的能量全部變成熱能釋放了，最后補充充電一般沖到3.8V,大約是滿電的60 %，需要的電能是15.8瓦時。所以一個3100毫安時的電池一次補電、分容和再次補電到60%需要的電能42.2瓦時。最后儲存在電池里面的電能是6.882瓦時，變成熱量到空氣中的功是35.318瓦時，能源利用效率僅為16.3%。
[0004]為此，為了提高能源利用效率，本領(lǐng)域技術(shù)人員供一種鋰電池成組分容柜(中國專公開利號CN103904372A)包括能量回收裝置，用于將充放電裝置中各單體電池的放電電壓予以升高并轉(zhuǎn)換成交流電返回至商業(yè)電網(wǎng)或局域電網(wǎng)中。在該實用新型中沒有給出具體能量回收裝置的實施方案，而且無法將放電電能直接向其它充電電池進行充電，能源利用率也未可知。
[0005]鑒于以上弊端，本領(lǐng)域亟需一種改進的電池分容柜以克服能源利用效率低、分容車間環(huán)境溫度高的缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種電池分容柜，將待分容電池分成多組，電池放電時將其釋放的電能回送到直流供電總線，以供其它電池充電使用，不足時才會利用市電進行補電，當電池釋放的電能過多，其它電池用不完時，這時電池釋放的電能通過并網(wǎng)逆變器返回到商業(yè)電網(wǎng)，電能利用率達83.66%以上，能夠有效實現(xiàn)節(jié)能效果。
[0007]本實用新型的電池分容柜，所述電池分容柜包括:商業(yè)電網(wǎng)，用于向充電電池提供電能；AC/DC轉(zhuǎn)換降壓器，與所述商業(yè)電網(wǎng)連接，用于將所述商業(yè)電網(wǎng)上的電轉(zhuǎn)換成低壓直流電能；直流供電總線，與所述AC/DC轉(zhuǎn)換降壓器連接；多個電池分容設(shè)備，與所述直流供電總線連接，用于在充電電池充電階段利用所述直流供電總線上的電能對充電電池充電，并在充電電池放電階段將充電電池釋放的電能回送到所述直流供電總線上以便對其它充電電池充電。
[0008]本實用新型的一實施例中，所述電池分容柜還包括:逆變并網(wǎng)電路，連接于所述商業(yè)電網(wǎng)和所述直流供電總線之間，用于將所述直流供電總線上的電能逆變回送到所述商業(yè)電網(wǎng)。
[0009]其中，所述逆變并網(wǎng)電路包括:直流端口，與所述直流供電總線連接；電能回收開關(guān)，與所述直流端口連接；電壓比較器，與所述直流端口和所述電能回收開關(guān)連接，用于所述直流端口的電壓大于第一預(yù)設(shè)電壓時接通所述電能回收開關(guān)；高頻升壓器，與所述電能回收開關(guān)和直流端口連接，用于將所述直流供電總線上的所述低壓直流電升壓為高壓電；整流濾波器，與高頻升壓器連接，用于將高頻高壓的交流信號整流成平穩(wěn)的高壓直流電；放電控制器，與所述整流濾波器連接，用于控制所述高壓直流電變成變化直流電；換相管理器，與所述放電控制器連接，用于將所述變化直流電轉(zhuǎn)換成標準市電；市電端口，與所述換相管理器連接，用于將所述換相管理器輸出的標準市電回送到所述商業(yè)電網(wǎng)。
[0010]其中，所述放電控制器包括:第一場效應(yīng)管，其漏極與所述整流濾波器連接；第一二極管，其正向端接高壓地，反向端與所述第一場效應(yīng)管的源極連接，用于續(xù)流；第一控制單元，與所述第一場效應(yīng)管的柵極連接，用于控制所述第一場效應(yīng)管的開關(guān)以實現(xiàn)所述變化直流電所述向換相管理器傳送；第一電感，其一端與所述第一場效應(yīng)管的源極連接；第一接高壓地的電容，設(shè)置于所述第一電感和地之間，，用于與所述第一電感構(gòu)成積分電路以濾波后產(chǎn)生100HZ變化的半波直流電；第二二極管，其正向端與所述第一接高壓地電容連接，反向端與所述換相管理器連接，用于防止所述商業(yè)電網(wǎng)上的電能經(jīng)過換相管理器整流后流向所述放電控制器。
[0011]其中，所述第一控制單元包括:第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片，與所述第一場效應(yīng)管的柵極連接，用于控制所述第一場效應(yīng)管的開關(guān)；一第一電壓檢測單元，與所述整流濾波器、所述換相管理器和所述第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片連接，用于根據(jù)兩個電壓差控制所述第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片輸出占空比的大??；電流檢測單元，與所述換相管理器連接，用于檢測電流信號并根據(jù)檢測結(jié)果控制第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片的輸出占空比大??；相位檢測單元，與所述換相管理器連接和所述第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片，用于根據(jù)所述換相管理器電壓相位，調(diào)整所述第一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片占空比發(fā)生時刻。
[0012]其中，所述電池分容設(shè)備包括:低壓直流接口，與所述的直流供電總線連接；充放電控制電路，與所述低壓直流接口連接；電池端口，與所述充放電控制電路連接，用于容置充電電池；電壓檢測電路，與所述充放電控制電路和所述電池端口連接，用于檢測充電電池電壓；電流檢測電路，與所述充放電控制電路和所述電池端口連接，用于檢測充電電池電流。
[0013]其中，所述充放電控制電路包括:第六場效應(yīng)管，其漏極與所述低壓直流接口連接；第七場效應(yīng)管，其源極接地，漏極與所述第六場效應(yīng)管的源極連接；充放電控制器，分別與所述第六場效應(yīng)管和所述第七場效應(yīng)管的柵極連接，用于控制所述第六場效應(yīng)管和所述第七場效應(yīng)管的開關(guān)以實現(xiàn)充電電池的充放電；第二電感，其一端與所述第六場效應(yīng)管的源極連接，用于緩慢對充電電池充電或者緩慢釋放充電電池電流；以及第二接地電容，其正極與所述第二電感的另一端和所述電池端口連接，負極接地，用于所述第二電感充電電壓過大或充電電池放電電流過大時存儲電能。
[0014]其中，所述充放電控制器包括:一第二微控制單元MCU，與所述電壓檢測電路和所述電流檢測電路連接，用于根據(jù)所述充電電池電壓和所述充電電池電流輸出一開關(guān)指令；以及復(fù)雜可編程邏輯芯片CPLD，與所述第二微控制單元MCU連接，用于根據(jù)所述開關(guān)指令開關(guān)所述第六場效應(yīng)管和所述第七場效應(yīng)管。
[0015]其中，所述充放電控制器包括:一第三微控制單元MCU，與所述電壓檢測電路和所述電流檢測電路連接，用于根據(jù)所述充電電池電壓和所述充電電池電流輸出一開關(guān)指令；以及一脈沖寬度調(diào)制PWM芯片，與所述第三微控制單元MCU連接，用于根據(jù)所述開關(guān)指令開關(guān)所述第六場效應(yīng)管和所述第七場效應(yīng)管。
[0016]其中，所述AC/DC轉(zhuǎn)換降壓器包括:第二電壓檢測單元，用于檢測所述直流供電總線的電壓；以及一 AC/DC轉(zhuǎn)換降壓單元，與所述第二電壓檢測單元連接，用于所述直流供電總線電壓小于第二預(yù)設(shè)電壓時啟動。
[0017]本實用新型提供一種電池分容柜，將待分容電池分成多組，電池放電時將其釋放的電能回送到直流供電總線，以供其它電池充電使用，不足時才會利用市電進行補電，當電池釋放的電能過多，其它電池用不完時，這時電池釋放的電能通過并網(wǎng)逆變器返回到商業(yè)電網(wǎng)，不但有效利用了電池釋放的電能，而且最大程度地減少了市電與低壓直流電的逆變量，電能利用率達83.66%以上，能夠有效實現(xiàn)節(jié)能效果。
[0018]應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下【具體實施方式】僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本實用新型所欲主張的范圍。
【附圖說明】
[0019]下面的所附附圖是本實用新型的說明書的一部分，其繪示了本實用新型的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本實用新型的原理。
[0020]圖1為本實用新型具體實施例提供的一種電池分容柜的實施方式一的框圖；
[0021]圖2為本實用新型具體實施例提供