CN213185602U - 用于退役动力电池的变流*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于退役动力电池的变流***，包括直流变换器和变流器，直流变换器的一端用于供退役动力电池连接，变流器的一端连接到供配电***，变流器的另一端与直流变换器的另一端连接。本实用新型变流***可以接入供配电***和不同的退役动力电池，从而形成电力储能***；通过改进的变流***拓扑结构，每个都可以独立地放电或充电，可以实现不同型号或不同状态参数的退役动力电池互不干扰，当某个退役动力电池出现故障时，可以及时断开该退役动力电池与变流***的连接，其他正常的退役动力电池仍可以维持工作，从而具有较高的稳定性。本实用新型广泛应用于退役动力电池利用技术领域。

Description

用于退役动力电池的变流***

技术领域

本实用新型涉及退役动力电池利用技术领域，尤其是一种用于退役动力电池的变流***。

背景技术

退役动力电池是指达到退役标准，但是还具有剩余容量价值的动力电池，包括从电动汽车拆解出来的电池。现有技术可以将退役动力电池用作电力储能***，使用变流***将退役动力电池和供配电***连接，使得退役动力电池可以存储来自供配电***的电力，或者向供配电***输送电力，从而充分利用退役动力电池的价值，有利于环保。但是，由于退役动力电池来自不同型号的电动汽车，每个退役动力电池的技术标准不同，即使是同一型号的退役动力电池，其使用情况也不相同，导致工作电压、内阻和剩余容量等参数各不相同，因此当多个退役动力电池组成电池组时，容易出现每个退役动力电池工作不均衡的问题。现有技术中，由于变流***结构的不合理，无法有效应付这种不均衡的问题，甚至会出现退役动力电池出现几百安的环路电流造成线路烧毁的情况。

实用新型内容

针对上述至少一个技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于退役动力电池的变流***。

本实用新型实施例包括一种用于退役动力电池的变流***，所述变流***包括控制模块和多个变流模块；所述变流模块包括：

多个直流变换器；所述直流变换器的一端用于供所述退役动力电池连接；

变流器；所述变流器的一端用于供连接到电网，所述变流器的另一端与各所述直流变换器的另一端连接；

各所述变流模块之间并联连接。

进一步地，所述变流***还包括：

多个温度感应开关；所述温度感应开关的一端与所述直流变换器的一端连接，所述温度感应开关的另一端用于供所述退役动力电池连接；所述温度感应开关用于在测得所述退役动力电池的工作温度大于温度阈值时断开。

进一步地，所述变流***还包括：

多个热敏电阻器件；所述热敏电阻器件的一端与所述直流变换器的一端连接，所述热敏电阻器件的另一端用于供所述退役动力电池连接；所述热敏电阻器件用于随所述退役动力电池的工作温度进行电阻变化。

进一步地，所述热敏电阻器件包括正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻并联或串联。

进一步地，所述正温度系数热敏电阻具有第一温度系数，所述负温度系数热敏电阻具有第二温度系数，所述第一温度系数的绝对值为所述第二温度系数的绝对值的若干倍或若干分之一。

进一步地，所述热敏电阻器件与所述温度感应开关串联。

本实用新型的有益效果是：实施例中的变流***可以接入供配电***和不同的退役动力电池，从而形成电力储能***；通过改进的变流***拓扑结构，每个都可以独立地放电或充电，可以实现不同型号或不同状态参数的退役动力电池互不干扰，当某个退役动力电池出现故障时，可以及时断开该退役动力电池与变流***的连接，其他正常的退役动力电池仍可以维持工作，从而具有较高的稳定性，提高了运营维护便利性；接入到变流***的退役动力电池的负荷比较均衡，有效延长退役动力电池的使用寿命，使得退役动力电池的电池组总体寿命更为接近单体电池寿命，也能提高退役动力电池的容量利用率。

附图说明

图1、图3和图4分别为实施例中变流***的结构示意图；

图2为实施例中变流***与退役动力电池和供配电***的连接示意图；

图5和图6分别为实施例中热敏电阻器件的结构示意图。

具体实施方式

本实施例中，如图1所示，变流***包括多个变流模块，每个变流模块均包括变流器和n个直流变换器，变流器和直流变换器之间连接。本实施例中，每个变流模块除了变流器的功率等参数互不相同或者不完全相同，其电路结构以及工作原理可以相同，因此本实施例中可以对其中一个变流模块进行说明。当使用变流***时，可以将变流***分别与退役动力电池和供配电***连接，其连接结构如图2所示。

参照图2，直流变换器的一端与退役动力电池连接，即一个直流变换器连接一个退役动力电池。图2中有n个退役动力电池，而在其他使用场景下可以有少于n个的退役动力电池，即有些直流变换器可以不连接退役动力电池，而其他直流变换器则分别连接一个退役动力电池。具体地，退役动力电池的正极、负极分别与直流变换器一侧的正极、负极连接。各直流变换器的另一侧的正极、负极分别与变流器直流侧的正极、负极连接。变流器交流侧的相线和中性线等与供配电***连接。

本实施例中，直流变换器在一些场景下可以被称为DC/DC变换器，直流变换器的作用是进行直流-直流变换，直流变换器具有两侧，每侧都可以输入直流电，从另一侧输出直流电，输入的直流电和输出的直流电可以具有不同的电压，从而将直流电压升高或者降低。

本实施例中，变流器在一些场景下可以被称为DC/AC变流器，变流器的作用是进行直流-交流变换，变流器具有两侧，一侧为直流侧，另一侧为交流侧，当从直流侧输入直流电，则从交流侧输出交流电，当从交流侧输入交流电，则从直流则输出直流电，从而将直流电变换成交流电，或者从另一方向将交流电变换成直流电。

本实施例中，变流器可以是单相或者三相的变流器，即变流器可以接收或者输出单向或者三相的交流电。当变流器为单相的变流器，变流器的交流侧包括一个相线和一个中性线，当变流器为三相的变流器，变流器的交流侧包括三个相线和一个中性线，这些相线和中性线与供配电***连接。

本实施例中，供配电***可以是外部电网，例如全国电网或者地区电网，也可以是内部供配电***，例如厂房的配电箱。当供配电***是配电箱，配电箱还可以接入外部电网或者内部发电机等电源。

本实施例中，当如图2所示连接好变流***、退役动力电池和供配电***后，可以对直流变换器和变流器的方向进行配置。当图2中的直流变换器和变流器具有图2中从右至左的导通方向，并且直流变换器进行降压，变流器接收供配电***的交流电输入，将交流电变换成高压直流电输出至各直流变换器，直流变换器将高压直流电降压成低压直流电输出，为连接的退役动力电池充电。当图2中的直流变换器和变流器具有图2中从左至右的导通方向，并且直流变换器进行升压，各退役动力电池放电输出低压直流电，与退役动力电池连接的直流变换器将低压直流电升压成高压直流电输出至变流器，变流器将直流电变换成交流电输出至供配电***，实现退役动力电池的放电以及对供配电***的供电。

本实施例中，通过图1所示的结构以及图2所示的连接方式，变流***可以接入供配电***和不同的退役动力电池，从而形成电力储能***；通过改进的变流***拓扑结构，每个都可以独立地放电或充电，可以实现不同型号或不同状态参数的退役动力电池互不干扰，当某个退役动力电池出现故障时，可以及时断开该退役动力电池与变流***的连接，其他正常的退役动力电池仍可以维持工作，从而具有较高的稳定性。

本实施例中，在设置变流器和直流变换器的基础上，还可以设置控制模块和人机交互模块，其中，控制模块可以是单片机或者PLC，人机交互模块可以是触摸屏。人机交互模块与控制模块的数据接口连接。工作人员可以在将新的退役动力电池接入变流***后，通过人机交互模块输入刚接入的退役动力电池的状态参数，人机交互模块将状态参数发送到控制模块，控制模块根据状态参数控制变流器和各直流变换器的工作参数。

本实施例中，退役动力电池的状态参数包括退役动力电池的工作电压。控制模块执行以下步骤实现对变流器和直流变换器的控制：

S1.确定工作状态为充电状态或放电状态；

S2.根据工作状态，确定变流器和各直流变换器的变换方向；

S3.获取退役动力电池的工作电压，根据工作电压确定各直流变换器的工作参数，使得在充电状态下，直流变换器将供配电***电压变换为工作电压，或者在放电状态下，直流变换器将工作电压变换为供配电***电压。

本实施例中，控制模块在执行步骤S2时，当工作状态为充电状态，控制模块向变流器和直流变换器输出控制信号，使得图2中的直流变换器和变流器具有图2中从右至左的变换方向；当工作状态为放电状态，控制模块向变流器和直流变换器输出控制信号，使得图2中的直流变换器和变流器具有图2中从左至右的变换方向。

本实施例中，直流变换器和变流器通过PWM控制实现变压和变流。控制模块通过控制PWM控制信号的占空比，改变直流变换器的变压比，从而使得在充电状态下，直流变换器将供配电***电压变换为退役动力电池的工作电压，在放电状态下，直流变换器将工作电压变换为供配电***电压。当控制模块有多个数据接口，可以独立控制每个直流变换器的PWM控制信号的占空比，使得不同的直流变换器可以有不同的变压比，从而适应不同退役动力电池的状态参数。

本实施例中，参照图3，变流***还包括多个温度感应开关，具体地，每个直流变换器分别配备一个温度感应开关，温度感应开关的一端与直流变换器的一端连接，温度感应开关的另一端与退役动力电池连接。温度感应开关与所连接的退役动力电池的发热区域接触，用来检测退役动力电池的工作温度，温度感应开关具有熔断或者类似的性能，当退役动力电池出现异常，退役动力电池的工作温度大于温度阈值时，温度感应开关断开，切断退役动力电池与直流变换器之间的连接，从而维护变流***以及供配电***的安全。

本实施例中，参照图4，变流***还包括多个热敏电阻器件，具体地，每个直流变换器分别配备一个热敏电阻器件。当同时设置温度感应开关和热敏电阻器件时，热敏电阻器件的一端通过温度感应开关与直流变换器的一端连接，热敏电阻器件的另一端与退役动力电池连接，即热敏电阻器件与温度感应开关是串联的。热敏电阻器与所连接的退役动力电池的发热区域接触，用来检测退役动力电池的工作温度，随着退役动力电池的工作温度进行电阻变化，从而改变退役动力电池与直流变换器之间的连接电阻。例如，使用正温度系数热敏电阻器件时，当退役动力电池因工作异常而发热，退役动力电池与直流变换器之间的连接电阻变大，起到断开退役动力电池与直流变换器之间的连接的效果，从而维护变流***以及供配电***的安全。

本实施例中，热敏电阻器件的结构如图5所示。一个热敏电阻器件由一个正温度系数热敏电阻(PTC)和一个负温度系数热敏电阻(NTC)并联组成，或者如图6所示。一个热敏电阻器件由一个正温度系数热敏电阻和一个负温度系数热敏电阻串联组成。本实施例中，正温度系数热敏电阻具有第一温度系数，负温度系数热敏电阻具有第二温度系数，第一温度系数和第二温度系数可以从所选用的正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻的产品说明书中查得。在一些场景下，第一温度系数用正数表示，第二温度系数用负数表示，本实施例中所使用的正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻满足以下条件：所述第一温度系数的绝对值为所述第二温度系数的绝对值的若干倍或若干分之一，优选地第一温度系数的绝对值与第二温度系数的绝对值之间相差至少一个数量级，具体包括以下情况：

或者

本实施例中，所选择的是

的情况，即正温度系数热敏电阻对温度变化的敏感度比负温度系数热敏电阻对温度变化的敏感度剧烈，使得并联或串联的正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻整体呈现正温度系数热敏电阻的特性。

当使用图5所示的热敏电阻器件时，将正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻均与所连接的退役动力电池的发热区域接触，并联或串联的正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻整体呈现正温度系数热敏电阻的特性。当退役动力电池的工作温度发生变化，例如工作温度升高至温度阈值，正温度系数热敏电阻的电阻变大，起到断开退役动力电池与直流变换器之间的连接的效果，从而维护变流***以及供配电***的安全。通过选择正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻的型号，或者定制专用的正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻，选择合适的第一温度系数和第二温度系数，可以确定温度阈值。

本实施例中，通过将正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻串联或并联，可以得到整体呈现正温度系数热敏电阻或负温度系数热敏电阻的器件，而对温度变化的敏感度较低的那个热敏电阻，对温度变化所产生的电阻变化相当于一个反馈了，可以对另一热敏电阻对温度变化所产生的电阻变化进行修正，从而避免对温度变化的响应过于剧烈，也可以起到动态微调的效果。

本实施例中，控制模块通过内设或者外置的电压电流测量模块，测量并记录退役动力电池的工作负荷，其中工作负荷可以是放电电流、放电电压或者放电功率；控制模块通过内设或者外置的计时模块，记录退役动力电池的工作时长。控制模块根据测得的工作负荷和工作时长，通过查询数据表等确定工作负荷和工作时长所对应的退役动力电池的状态参数，从而更新退役动力电池的状态参数，并根据更新后的退役动力电池的状态参数，控制所述变流器和各所述直流变换器的工作参数。通过对退役动力电池的状态参数的更新，可以实现对变流器和直流变换器的工作参数的精细化控制，更好地适应退役动力电池的状态，发挥退役动力电池的性能。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本实用新型的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本实用新型的范围施加限制。

应当认识到，本实用新型的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机***通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本实用新型的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的实用新型包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本实用新型所述的方法和技术编程时，本实用新型还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本实用新型优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (6)

1.一种用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述变流***包括控制模块和多个变流模块；所述变流模块包括：

多个直流变换器；所述直流变换器的一端用于供所述退役动力电池连接；

变流器；所述变流器的一端用于供连接到电网，所述变流器的另一端与各所述直流变换器的另一端连接；

各所述变流模块之间并联连接。

2.根据权利要求1所述的用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述变流***还包括：

多个温度感应开关；所述温度感应开关的一端与所述直流变换器的一端连接，所述温度感应开关的另一端用于供所述退役动力电池连接；所述温度感应开关用于在测得所述退役动力电池的工作温度大于温度阈值时断开。

3.根据权利要求2所述的用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述变流***还包括：

多个热敏电阻器件；所述热敏电阻器件的一端与所述直流变换器的一端连接，所述热敏电阻器件的另一端用于供所述退役动力电池连接；所述热敏电阻器件用于随所述退役动力电池的工作温度进行电阻变化。

4.根据权利要求3所述的用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述热敏电阻器件包括正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻并联或串联。

5.根据权利要求4所述的用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述正温度系数热敏电阻具有第一温度系数，所述负温度系数热敏电阻具有第二温度系数，所述第一温度系数的绝对值为所述第二温度系数的绝对值的若干倍或若干分之一。

6.根据权利要求3-5任一项所述的用于退役动力电池的变流***，其特征在于，所述热敏电阻器件与所述温度感应开关串联。

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