CN102055222B - 一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，包括供电电源（1）、CAN通讯网络（2）和集中式计算机控制***（3），所述供电电源（1）由至少两组整流滤波模块并联构成直流供电网络，所述供电电源（1）通过直流母线（7）连接有充电及电量检测模块（4）、低压提升电路模块（5），所述充电及电量检测模块（4）及低压提升电路模块（5）的控制端分别通过CAN通讯网络（2）与集中式计算机控制***（3）相连接。本发明通过由两组以上的整流滤波模块并联构成的直流电源供电网络，并在供电网络的直流母线上通过集中计算机控制***（3）对成千上万个电池进行充放电，可实现电池生产过程中放电电能高效率的回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池生产过程中的能量回收装置，尤其是一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置。
背景技术
电池制造企业在电池生产过程中需要对电池进行多次充放电（俗称化成、分容），传统工艺是采用电热丝将电池放电电能转化成热能消耗掉，不仅浪费了能源，同时还会导致环境温度升高。2004年6月2日公告的专利号为03256921.1的专利文献《电池能量回收利用装置》公开了一种电池能量的回收方法，提供了一种在直流母线上将放电电能回收并为充电电池提供能量的思路，但由于该方法采用的是一个低压48V 整流电源供电，但这种方法是利用变压器降压整流而得到48V电源，变压器是一个耗能体，其转换效率一般是60%到80%，变压器降压的损耗基本上等于回收的能源,再加上所述供电电源不是一个大的供电网络，放电电池的能量无法与充电电池所需的能量平衡。回收效率极低。因为大功率电池（以锂电池为例），一节3.65V/50AH的磷酸铁锂电池用0.05C的充电电流（即2.5A）给电池充电，而放电电池要用0.3C的电流（即15A）恒流放电，一节电池所放的电流要6节相同容量的电池在同时充电才能接收。如果不是成千上万节电池在运行时，很难实行高效率的回收，其大部分是通过电阻负载而消耗浪费掉，很难达到节能的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，包括供电电源、CAN通讯网络和集中式计算机控制***，所述供电电源由至少两组整流滤波模块并联构成直流供电网络，所述供电电源通过直流母线连接有充电及电量检测模块、低压提升电路模块，所述充电及电量检测模块及低压提升电路模块的控制端分别通过CAN通讯网络与集中式计算机控制***相连接。
进一步作为优选的实施方案，低压提升电路模块还连接有电子负载机模块，所述电子负载机模块的控制端通过CAN通讯网络与集中式计算机控制***相连接。
进一步作为优选的实施方案，接在直流母线上的充电及电量检测模块、低压提升电路模块可以为多个。
进一步作为优选的实施方案，交流供电电源是三相。
进一步作为优选的实施方案，所述供电电源的电压为590VDC。
本发明的有益效果是：本发明通过由两组以上的整流滤波模块并联构成直流电源供电网络，并在供电网络的直流母线上通过集中式计算机控制***对成千上万个电池进行充放电，利用空间和时间差错峰的概念采用高压直流供电网络来让充放电的电流自由流动，寻找受主和施主，同时CAN总线将各自的信息传递给中央处理器，适当地调控时间差，即尽可能的实现充放电流总量平衡从而达到电池生产过程中放电电能高效率的回收。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明的结构方框图；
图2是本发明供电电源的电路原理图；
图3是本发明充电及电量检测模块的电路原理图；
图4是本发明低压提升电路模块的电路原理图。
具体实施方式
参照图1，一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，包括供电电源1、CAN通讯网络2和集中式计算机控制***3，所述供电电源1由至少两组整流滤波模块并联构成直流供电网络，所述供电电源1通过直流母线7连接有充电及电量检测模块4、低压提升电路模块5，所述充电及电量检测模块4及低压提升电路模块5的控制端分别通过CAN通讯网络2与集中式计算机控制***3相连接。
进一步作为优选的实施方案，低压提升电路模块5还连接有电子负载机模块6，所述电子负载机模块6的控制端通过CAN通讯网络2与集中式计算机控制***3相连接。
进一步作为优选的实施方案，接在直流母线7上的充电及电量检测模块4、低压提升电路模块5可以为多个。
进一步作为优选的实施方案，交流供电电源是三相。
进一步作为优选的实施方案，所述供电电源1的电压为590VDC。
参照图2,三相交流电源经二极管D1-D6三相整流，再经电容C1、C2、电感L1滤波构成一台大功率的590V直流电源。根据电池生产量确定N（N≥2）台590V直流电源并联运行。
参照图3,充电及电量检测模块4采用半桥式电路拓扑结构，由CPU按照预先设定的程序控制充电电压、充电电流和充电时间，同时电量检测模块详细记录电池充电的各种参数。
参照图4,低压提升电路模块5采用推挽式拓扑结构DC/DC变换器，电池放电能量经DC/DC变换器将电压提升到比整流器供电的网络电压高5-8V（视电网的波动率而定），使得回收的电能在直流网络上流动时被优先取用。
在电池生产的化成分容过程中，有的电池需充电，有的电池需放电，这时集中式计算机控制***3控制充电及电量检测模块4、低压提升电路模块5执行相应的程序。充电时充电及电量检测模块4从直流母线中吸取能量为电池充电；放电时低压提升电路模块5将电池所放的能量反馈到直流母线。同时CAN通讯网络2将信息传回集中式计算机控制***3，计算机根据能量平衡控制策略，控制不同的充电电池和放电电池的启动时间的先后，尽可能使充电能量等于放电能量，做到回收率最高。本发明供电电源因为是一个直流供电网络，一般工厂的多个车间共用一个电网，几乎有上万块电池的充放电电流在直流网络上进出流动，基本上能保持电流进出平衡。极个别时期放电能量大于充电能量时，计算机采集到信息后会立即启动电子负载机模块6，将过剩的能量释放，保证电池化成工作按程序进行。一组电池放电的能量回馈到直流母线给第二组和N组电池充电，第二组电池和N组电池放电时再将能量回馈到直流母线。这样能量回收循环使用，大大节约了能源，减少了电池化成分容的成本。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，其特征在于：包括供电电源（1）、CAN通讯网络（2）和集中式计算机控制***（3），所述供电电源（1）由至少两组整流滤波模块并联构成直流供电网络，所述供电电源（1）通过直流母线（7）连接有充电及电量检测模块（4）、低压提升电路模块（5），所述充电及电量检测模块（4）及低压提升电路模块（5）的控制端分别通过CAN通讯网络（2）与集中式计算机控制***（3）相连接，所述供电电源（1）的电压为590VDC。
2.根据权利要求1所述的一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，其特征在于：所述低压提升电路模块（5）还连接有电子负载机模块（6），所述电子负载机模块（6）的控制端通过CAN通讯网络（2）与集中式计算机控制***（3）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于局域直流供电网络的电池化成能量回收装置，其特征在于：接在直流母线（7）上的充电及电量检测模块（4）、低压提升电路模块（5）至少为两个。
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