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一種實現(xiàn)充放電控制的方法及裝置與流程

文檔序號:12276943閱讀:387來源:國知局
一種實現(xiàn)充放電控制的方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及新能源技術,尤指一種實現(xiàn)充放點控制的方法及裝置。



背景技術:

隨著新能源技術的發(fā)展,電池在通訊基站(包括通信設備或通信站點)中的角色正在悄然發(fā)生改變:原來用作備用電池,現(xiàn)在越來越多的被用在日常工作中,進行循環(huán)供電。同時,基于電池種類和應用場景的不同,不同的電池的配置使用也形成了新的應用方案,常見的方案有從鋰電池、快充電池、燃料電池、太陽能電池等電池中根據(jù)電池的工作特點,選擇其中若干種進行配置搭配使用。另外,一些通信設備或者通信站點中原先就已配備有其他種類的電池,例如鉛酸電池,這些電池基于成本或一些工程因素考慮會繼續(xù)使用,此時一般在保留這些電池使用的同時,添加其他一種或一種以上其他類型的電池進行供電,或者配置同種類的新舊電池同時使用。

由于不同種類電池和新舊程度不同的電池均存在充放電性能差異,目前采用不同種類的電池混合使用存在充放電控制的不合理,造成部分種類電池無法發(fā)揮自身的特點、或影響電池的使用壽命;而采用新舊程度不同的電池混用,存在充放電控制不合理,會造成新電池劣化加速,例如、設置相同的充放電控制參數(shù),造成新電池劣化加速,影響系統(tǒng)平穩(wěn)性。

綜上,電池充放電不合理,容易縮短電池的使用壽命;另外,同時使用新舊電池,充放電不合理,還會影響系統(tǒng)平穩(wěn)。



技術實現(xiàn)要素:

為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種實現(xiàn)充放電控制的方法及裝置,能夠對系統(tǒng)中的電池進行合理的充放電控制,提高電池的使用壽命。

為了達到本發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)充放電控制的方法,包括:

按照預設的優(yōu)先級策略設置系統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級;

根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

進一步地,該方法之前還包括;

分別采集系統(tǒng)中各組電池的相關參數(shù)信息,確定各組電池所處的充放電階段;

所述電池包括:充電種類不同的各組電池和新舊程度不同的各組電池。

進一步地,預設的優(yōu)先級策略為:

根據(jù)電池的充放電速度、和/或新舊程度、和/或成本、和/或電池是否可充電設置的各組電池充放電先后順序的優(yōu)先級策略。

進一步地,相關參數(shù)信息包括:電流值、和/或電壓值、和/或電池溫度。

進一步地,充放電階段包括:

充電階段、充滿階段和放電階段。

進一步地,充放電控制狀態(tài)為:

充電允許,放電允許;或,

充電允許,放電禁止;或,

充電禁止,放電允許;或,

充電禁止,放電禁止。

進一步地,設置充放電控制狀態(tài)具體包括:

通過關閉預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于正向導通狀態(tài),設置充電允許;

通過打開預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于斷路狀態(tài),設置充電禁止;

通過關閉預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于正向導通狀態(tài),設置放電允許;

通過打開預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于斷路狀態(tài),設置放電禁止。

進一步地,當系統(tǒng)中包含燃料電池的電池組時,該方法還包括:

當燃料電池的燃料存量少于預先設定的告警閾值時,生成并反饋告警信息,以進行燃料補充。

另一方面,本申請還提供一種實現(xiàn)充放電控制的裝置,包括:優(yōu)先級單元和控制單元;其中,

優(yōu)先級單元,用于按照預設的優(yōu)先級策略設置系統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級;

控制單元,用于根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

進一步地,該裝置還包括采集單元,用于分別采集系統(tǒng)中各組電池的相關參數(shù)信息,確定各組電池所處的充放電階段;

所述電池包括:充電種類不同的各組電池和新舊程度不同的各組電池。

進一步地,控制單元具體用于,

根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段,

通過關閉預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于正向導通狀態(tài),設置充電允許;

通過打開預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于斷路狀態(tài),設置充電禁止;

通過關閉預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于正向導通狀態(tài),設置放電允許;

通過打開預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于斷路狀態(tài),設置放電禁止;

按照上述設置對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

進一步地,該裝置還包括告警單元,用于當系統(tǒng)中包含燃料電池的電池組時,如果燃料電池的燃料存量少于預先設定的告警閾值時,生成并反饋告警信息,以進行燃料補充。

與現(xiàn)有技術相比,本申請技術方案包括:按照預設的優(yōu)先級策略設置系 統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級;根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。本發(fā)明方法通過優(yōu)先級策略確定各組電池的優(yōu)先級后,根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池分別進行充放電控制,避免了充放電控制不合理,影響電池的使用壽命。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,構成本申請的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:

圖1為本發(fā)明實現(xiàn)充放電控制的方法的流程圖;

圖2為本發(fā)明實現(xiàn)充放電控制的裝置的結構程圖;

圖3為本發(fā)明第五實施例的系統(tǒng)結構框圖;

圖4是本發(fā)明第五實施例的方法流程圖;

圖5為本發(fā)明第六實施例的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白,下文中將結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

圖1為本發(fā)明實現(xiàn)充放電控制的方法的流程圖,如圖1所示,包括:

步驟100、按照預設的優(yōu)先級策略設置系統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級;

本步驟中,預設的優(yōu)先級策略為:

根據(jù)電池的充放電速度、和/或新舊程度、和/或成本、和/或電池是否可充電設置的各組電池充放電先后順序的優(yōu)先級策略。

需要說明的是,根據(jù)充放電速度、和/或新舊程度、和/或成本、和/或電池是否可充電設置充放電先后順序可以根據(jù)本領域技術人員對電池性能、成本、使用環(huán)境等進行經驗進行判斷設置;對相同的電池,可能參數(shù)相同,例如新舊程度相同、成本相同,不同的技術人員可以進行不同的優(yōu)先級順序設 置。

本步驟之前還包括:

分別采集系統(tǒng)中各組電池的相關參數(shù)信息,確定各組電池所處的充放電階段;這里,電池包括:充電種類不同的各組電池和新舊程度不同的各組電池。

優(yōu)選的,相關參數(shù)信息包括:電流值、和/或電壓值、和/或電池溫度。

需要說明的是,根據(jù)電流值、和/或電壓值、和/或電池溫度判斷充放電階段屬于本領域技術人員的慣用技術手段。

充放電階段包括:

充電階段、充滿階段和放電階段。

步驟101、根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

本步驟中,充放電控制狀態(tài)為:

充電允許,放電允許;或,

充電允許,放電禁止;或,

充電禁止,放電允許;或,

充電禁止,放電禁止。

優(yōu)選的,設置充放電控制狀態(tài)具體包括:

通過關閉預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于正向導通狀態(tài),設置充電允許;

通過打開預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于斷路狀態(tài),設置充電禁止;

通過關閉預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于正向導通狀態(tài),設置放電允許;

通過打開預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于斷路狀態(tài),設置放電禁止。

當系統(tǒng)中包含燃料電池的電池組時,本發(fā)明方法還包括:

當燃料電池的燃料存量少于預先設定的告警閾值時,生成并反饋告警信息,以進行燃料補充。

本發(fā)明方法通過優(yōu)先級策略確定各組電池的優(yōu)先級后,根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池分別進行充放電控制,避免了充放電控制不合理,影響電池的使用壽命。

另一方面,當系統(tǒng)中存在新舊電池同時使用時,通過充放電的合理控制,可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。

圖2為本發(fā)明實現(xiàn)充放電控制的裝置的結構程圖,如圖2所示,包括:

優(yōu)先級單元和控制單元;其中,

優(yōu)先級單元,用于按照預設的優(yōu)先級策略設置系統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級;

控制單元,用于根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

控制單元具體用于,

根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段,

通過關閉預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于正向導通狀態(tài),設置充電允許;

通過打開預先設置的繼電器,使串聯(lián)在充電回路上的二極管處于斷路狀態(tài),設置充電禁止;

通過關閉預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于正向導通狀態(tài),設置放電允許;

通過打開預先設置繼電器,使串聯(lián)在放電回路上二極管處于斷路狀態(tài),設置放電禁止;

按照上述設置對各組電池按照優(yōu)先級順序分別進行充放電處理。

本發(fā)明裝置還包括采集單元,用于分別采集系統(tǒng)中各組電池的相關參數(shù)信息,確定各組電池所處的充放電階段;

電池包括:充電種類不同的各組電池和新舊程度不同的各組電池。

本發(fā)明裝置還包括告警單元,用于當系統(tǒng)中包含燃料電池的電池組時,如果燃料電池的燃料存量少于預先設定的告警閾值時,生成并反饋告警信息,以進行燃料補充。

以下通過具體實施例對本發(fā)明方法進行清楚詳細的說明,實施例僅用于陳述本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明方法的保護范圍。

實施例1

本實施例系統(tǒng)中包含一組快充電池和一組燃料電池,兩組電池在系統(tǒng)工作過程中混合使用。

本實施例根據(jù)燃料電池獲取能量的方式是增加氫氣等反應物后,利用化學反應獲得電能,不可充電;快充電池可以充電,因此根據(jù)預設的優(yōu)先級策略設置優(yōu)先使用快充電池進行充放電;結合燃料電池不可充電的特點,系統(tǒng)進行充電時,只對快充電池進行充電,放電時,優(yōu)先采用快充電池放電實現(xiàn)對系統(tǒng)負載供電。只有在快充電池放電完成后,而系統(tǒng)的直接供電電源模塊無法給系統(tǒng)負載供電時,才由燃料電池對系統(tǒng)負載進行供電。

具體的,分別采集系統(tǒng)中各組電池的相關參數(shù)信息,確定各組電池所處的充放電階段;這里,相關參數(shù)信息包括電流值、和/或電壓值、和/或電池溫度,確定的充放電階段包括:充電階段、充滿階段和放電階段。

需要說明的是,根據(jù)相關參數(shù)信息對各種類電池進行分析,可以通過測量分析確定充放電階段,屬于本領域技術人員的公知常識。

通過本實施上述方案對系統(tǒng)中各組電池的充放電優(yōu)先級的設置,和對電池的充放電階段的判斷后,根據(jù)預先設置的各組電池在各充放電階段設置的對應的充放電控制狀態(tài),對各組電池分別進行充放電處理;具體的,

在充電階段,設置快充電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許、放電允許;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止、放電禁止;

進一步地,

如果是從快充電池的放電階段轉換為電池充電階段,充放電控制狀態(tài)通過充放電回路的工作狀態(tài)進行,具體的,

快充電池的充電回路保持導通;

快充電池的放電回路保持導通;

燃料電池的充電回路保持斷開;

燃料電池的放電回路保持斷開。

如果是從燃料電池的放電階段轉換為快充電池的充電階段,充放電控制狀態(tài)通過充放電回路的工作狀態(tài)為:

燃料電池的放電回路斷開;

快充電池的充電回路導通;

快充電池的放電回路導通;

燃料電池的充電回路保持斷開。

優(yōu)選的,上述充放電回路的工作狀態(tài)的轉換是依次順序執(zhí)行的;

這里,如果快充電池充滿,則進入電池充滿階段;

需要說明的是,當快充電池充滿,根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到快充電池充電電流大于設置的充電電流閾值,則斷開快充電池的充電回路,防止電池過充。

在充滿階段,快充電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電允許;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

快充電池的充電回路斷開;快充電池的放電回路導通;

燃料電池的充電回路斷開;燃料電池的放電回路斷開。

在放電階段,當直接供電電源模塊無法給系統(tǒng)負載供電時,系統(tǒng)通過快充電池和燃料電池進行供電。優(yōu)先由快充電池放電為系統(tǒng)負載供電;此時為確保直接供電電源模塊恢復供電時第一時間便能給快充電池充電,快充電池的充電回路需由電池充滿階段的充電禁止轉換為充電允許,充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

快充電池的充電回路導通;

快充電池的放電回路保持導通;

燃料電池的充電回路保持斷開;

燃料電池的放電回路保持斷開;

在快充電池放電過程中,根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到快充電池放電電流超過設置的放電電流閾值,則斷開快充電池的放電回路,轉為燃料電池放電,防止電池過放;

當快充電池放電完成或過放保護,此時直接供電的電源模塊仍不能給系統(tǒng)負載供電,需要燃料電池放電為負載供電;充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

快充電池的充電回路斷開;

燃料電池的放電回路導通;

快充電池的放電回路斷開;

燃料電池的充電回路保持斷開。

這里,快充電池的充電回路由導通轉換為斷開是為了防止燃料電池給快充電池充電;

無論電池是在充電階段,還是在充滿階段和放電階段,當燃料電池的氫氣等燃料存量少于預先設定的告警閾值時,本實施例由燃料電池發(fā)送告警信息至采集電池相關參數(shù)信息的單元,通過系統(tǒng)后臺向用戶反饋燃料存量的告警信息給用戶,以添加燃料電池的燃料;這里,發(fā)送告警信息可以通過RS232、RS485、CAN、IP等有線通訊手段以及GPRS、藍牙、3G等無線通訊手段實現(xiàn)。

實施例2

本實施例系統(tǒng)中包含一組鉛酸電池和一組鐵鋰電池,兩組電池在系統(tǒng)工作過程中混合使用。

本實施例根據(jù)鐵鋰電池可大電流充放電的特性,根據(jù)預設的優(yōu)先級策略設置優(yōu)先使用鐵鋰電池進行充放電,即充電時,鐵鋰電池充滿后再對鉛酸電池進行充電;放電時,優(yōu)先由鐵鋰電池放電,當鐵鋰電池放完后,才由鉛酸電池放電。

本實施例中,采用市電作為系統(tǒng)(站點)的直接供電電源模塊,如果可以通過市電供電時,采用市電進行供電,否則,采用本實施例的鉛酸電池和 鐵鋰電池進行供電。

如果市電從斷電到恢復供電,恢復了給系統(tǒng)負載和電池供電的能力;即鐵鋰電池由于市電恢復供電從放電階段轉換為充電階段。

對鉛酸電池和鐵鋰電池,在充電階段,

在充電階段,設置鐵鋰電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;鐵鋰電池充滿后,如果根據(jù)相關參數(shù)信息判斷鉛酸電池不需要充電,系統(tǒng)直接進入電池充滿階段;如果判斷鉛酸電池由于長期放置、自放電等因素需要進行充電,則系統(tǒng)給鉛酸電池充電,完成后進入電池充滿階段;

當市電從斷電到恢復供電,如果由鉛酸電池放電,即系統(tǒng)由鉛酸電池放電階段進入電池充電階段;由于鐵鋰電池放電優(yōu)先級高于鉛酸電池,說明此時鐵鋰電池已放電完畢,鐵鋰電池需要進行充電;根據(jù)各組電池的充放電的優(yōu)先級,確定先給鐵鋰電池充電,然后再給鉛酸電池充電。鐵鋰電池充滿后,切換至鉛酸電池進行充電,為防止電池間相互充放電,充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

鐵鋰電池的充電回路斷開;

鉛酸電池的放電回路導通;

鐵鋰電池的放電回路斷開;

鉛酸電池的充電回路導通。

在鉛酸電池充電階段,鐵鋰電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;

當鉛酸電池充滿后,電池進入充滿階段;

當鉛酸電池充滿,根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到鉛酸電池充電電流大于設置的充電電流閾值,則斷開鉛酸電池的充電回路,防止電池過充。

在充滿階段:鉛酸電池充滿后,進入電池充滿階段,此時鐵鋰電池的充放電回路均斷開,為了讓鐵鋰電池能夠優(yōu)先使用,需要切換到鐵鋰電池組的充放電回路,為了防止電池之間的互相充電,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

鉛酸電池的充電回路斷開;

鐵鋰電池的放電回路導通;

鉛酸電池的放電回路斷開;

鐵鋰電池的充電回路導通。

即,電池充滿階段,鐵鋰電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止。

鐵鋰電池充滿后,如果根據(jù)相關參數(shù)信息檢測判斷鉛酸電池不需要充電,則系統(tǒng)進入電池充滿階段,保持原來充放電回路的工作狀態(tài),即,鐵鋰電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到充滿的電池出現(xiàn)異常放電情況,可根據(jù)需要,斷開該路電池的放電回路,防止各組電池之間的互充。

在放電階段,鐵鋰電池放電階段,鐵鋰電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

鐵鋰電池放完后,如果市電仍沒有電能輸出,則由鉛酸電池繼續(xù)放電,此時進入鉛酸電池放電階段,為了防止電池之間互相充電,充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

鐵鋰電池的充電回路斷開;

鉛酸電池的放電回路導通;

鐵鋰電池的放電回路斷開;

鉛酸電池的充電回路導通;

即,鉛酸電池放電階段,鐵鋰電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;

在放電階段,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到放電電流超過設置的放電電流閾值時,則斷開該路電池的放電回路,防止電池過放。

實施例3

本實施例系統(tǒng)中包含兩組種類相同,但新舊程度不同的充電電池。兩組電池在系統(tǒng)工作過程中混合使用。本實施例中,由于電池的新舊程度不一樣,如果采用相同的充電系數(shù)進行充電,可能會加速舊電池的損耗程度,因此充電時,對于新舊不同的電池采用不同的充電系數(shù);而如果同時放電的話,會引起新電池的損耗過快,因此新舊電池分別進行各自的充電和放電過程。

在充電階段包括以下兩種情況:

第一種情況:新電池充電階段,新電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

第二種情況:新電池充滿后,如果舊電池也需要充電,則進入舊電池充電階段,由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,為了防止電池之間互相充電,各電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

新電池的充電回路斷開;

舊電池的放電回路導通;

新電池的放電回路斷開;

舊電池的充電回路導通。

即,舊電池充電階段,新電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;

新電池充滿后,如果舊電池不需要充電,則直接進入電池充滿階段;

舊電池充滿后,則進入電池充滿階段;

在電池充電階段,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到新電池或舊電池充電電流大于設置的充電電流閾值,則斷開器充電回路,防止電池過充。

在充滿階段,包括兩種情況:

第一種情況:新電池充滿后,如果舊電池不需要充電,進入電池充滿階段,保持充放電控制狀態(tài)不變,即,新電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

第二種情況:舊電池充滿后,進入電池充滿階段,此時新電池的充放電回路均斷開,為了讓新電池能夠優(yōu)先使用,需要進行電池充放電控制狀態(tài)轉 換,為了防止電池之間的互相充電,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

舊電池的充電回路斷開;

新電池的放電回路導通;

舊電池的放電回路斷開;

新電池的充電回路導通。

即,電池充滿階段,新電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到充滿的電池出現(xiàn)異常放電情況,可根據(jù)需要,斷開該電池的放電回路,防止電池之間的互充。

放電階段:新舊電池分別放電為負載供電;為充分發(fā)揮電池性能,新電池放電優(yōu)先級高于舊電池放電。

在新電池放電階段,新電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止。

新電池放完后,如果直接供電電源模塊仍沒有電能輸出,則由舊電池繼續(xù)放電,此時進入舊電池放電階段,由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,為了防止電池之間互相充電,新舊電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

新電池的充電回路斷開;

舊電池的放電回路導通;

新電池的放電回路斷開;

舊電池的充電回路導通。

即,在舊電池放電階段,新電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;舊電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;

在新電池及舊電池放電階段,根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到快充電池放電電流超過設置的放電電流閾值,則斷開快充電池的放電回路,防止電池過放。

實施例4

本實施例系統(tǒng)中包含一組燃料電池、一組新鉛酸電池和一組舊鉛酸電池三組電池在系統(tǒng)工作過程中混合使用。

本實施例中新舊鉛酸電池采用不同的充電系數(shù),而放電時則采用優(yōu)先使用鉛酸電池、最后考慮燃料電池放電,具體過程如下:

充電階段包含兩種情況:

第一種情況:新鉛酸電池充電階段,新鉛酸電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊鉛酸電池充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

第二種情況:新鉛酸電池充滿后,如果舊鉛酸電池也需要充電,則進入舊鉛酸電池充電階段,由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

新鉛酸電池的充電回路斷開;

舊鉛酸電池的放電回路導通;

新鉛酸電池的放電回路斷開;

舊鉛酸電池的充電回路導通;

燃料電池充放電回路保持不變;

即,舊鉛酸電池充電階段,舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;新鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

新鉛酸電池充滿后,如果舊鉛酸電池不需要充電,則直接進入電池充滿階段;否則,在舊鉛酸電池充滿后,則進入電池充滿階段;

如果系統(tǒng)從燃料電池放電階段轉換為新鉛酸電池充電階段,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

新鉛酸電池的放電回路導通;

燃料電池的放電回路斷開;

新鉛酸電池的充電回路導通;

燃料電池的充電回路保持斷開;

舊鉛酸電池的充放電控制單元狀態(tài)保持不變。

在電池充電階段,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到電池充電電流大于設置的充電電流閾值,則斷開鉛酸電池的充電回路,防止電池過充。

在充滿階段包含兩種情況:

第一種情況:新鉛酸電池充滿后,如果舊鉛酸電池不需要充電,則進入電池充滿階段,此時舊鉛酸電池的充、放電回路均斷開,燃料電池的充放電回路均處于斷開;為充分發(fā)揮新鉛酸電池的性能,優(yōu)先使用新鉛酸電池,新鉛酸電池充放電控制狀態(tài)保持不變;

即,電池充滿階段,新鉛酸電池的充放電控制狀態(tài):充電允許,放電允許;舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài):充電禁止,放電禁止;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

第二種情況:舊鉛酸電池充滿后,進入電池充滿階段,此時新鉛酸電池的充、放電回路均斷開,燃料電池的充、放電回路均斷開;為了充分發(fā)揮新鉛酸電池的性能,優(yōu)先使用新鉛酸電池,需要進行電池充放電控制狀態(tài)轉換,為了防止電池之間的互相充電,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

舊鉛酸電池的充電回路斷開;

新鉛酸電池的放電回路導通;

舊鉛酸電池的放電回路斷開;

新鉛酸電池的充電回路導通;

燃料電池充放電控制狀態(tài)保持不變;

即,電池充滿階段,新鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

在進行電池充放電控制狀態(tài)轉換,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到充滿的電池出現(xiàn)異常放電情況,可根據(jù)需要,斷開該路電池的放電回路,防止各組電 池之間的互充。

放電階段包含三種情況:

第一種情況:新鉛酸電池放電階段,新鉛酸電池充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

第二種情況:新鉛酸電池放完后,如果直接供電的電源模塊仍沒有電能輸出,則由舊鉛酸電池繼續(xù)放電,此時需由新鉛酸電池放電階段切換至舊鉛酸電池放電階段,由當前電池組切換到其他電池組進行充放電控制狀態(tài)工作時,為了防止電池之間互相充電,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

新鉛酸電池的充電回路斷開;

舊鉛酸電池的放電回路導通;

新鉛酸電池的放電回路斷開;

舊鉛酸電池的放電回路導通;

燃料電池的充放電控制狀態(tài)保持不變;

即,舊鉛酸電池放電階段,新鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電允許,放電允許;燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;

在放電階段,當根據(jù)相關參數(shù)信息檢測到放電電流超過設置的放電電流閾值時,則斷開該路電池的放電回路,防止電池過放。

第三種情況:如果舊鉛酸電池放電完成后,如果直接供電的電源模塊仍沒有能量輸出,則由燃料電池繼續(xù)放電,此時需由舊鉛酸電池放電階段切換至燃料電池放電階段,在進行充放電控制狀態(tài)轉換時,為了防止電池之間互相充電,各組電池的充放電回路的工作狀態(tài)轉換依順序執(zhí)行為:

舊鉛酸電池的充電回路斷開;

燃料電池(系統(tǒng))的放電回路導通;

舊鉛酸電池的放電回路斷開;

燃料電池的充電回路保持斷開;

新鉛酸電池的充電控制狀態(tài)保持不變;

即,燃料電池放電階段,燃料電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電允許;新鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止;舊鉛酸電池的充放電控制狀態(tài)為:充電禁止,放電禁止。

為例清楚說明電池充電回路和放電回路的工作狀態(tài)轉換過程,以下通過實施例5和實施例6對本發(fā)明進行清楚詳細的說明。

實施例5

圖3為本發(fā)明第五實施例的系統(tǒng)結構框圖,如圖3所述,系統(tǒng)中包含直接供電的電源模塊、兩組電池、系統(tǒng)負載和檢測電路,其中一組電池為快充電池、另一組電池為燃料電池,快充電池和燃料電池在于系統(tǒng)負載的串聯(lián)線路上,分別連接有兩個二極管和兩個繼電器,用于實現(xiàn)充電禁止、充電允許、放電允許和放電禁止狀態(tài)的控制。

本實施例,當直接供電的電源模塊時,由直接供電的電源模塊給系統(tǒng)負載供電,圖4是本發(fā)明第五實施例的方法流程圖,如圖4所示,給快充電池充電過程包括:

步驟400、根據(jù)燃料電池和快充電池充放電控制狀態(tài)確定是否由燃料電池放電過程轉換充電階段;具體的根據(jù)燃料電池和快充電池的相關參數(shù)信息判斷在給快充電池充電之前,是否由燃料電池放電轉換過來,如果不是,則進入步驟401,判斷快充電池是否需要充電;如果是,則說明快充電池已放電完成,進入步驟402;

步驟401、判斷快充電池是否需要充電;如果需要充電,則進入步驟402;否則,結束充電流程。

步驟402、斷開燃料電池放電回路,導通快充電池充電回路;以圖3的電路為例,假設圖3中電池組1為快充電池,電池組2為燃料電池,則斷開燃料電池放電回路的繼電器KD2,閉合快充電池充電回路的繼電器KC1,實現(xiàn)快充電池充電回路導通,同時,防止燃料電池給快充電池充電。

步驟403、導通快充電池放電回路,保持燃料電池的充電回路斷開;即 閉合快充電池充電回路的繼電器KD1,這里,閉合繼電器KD1可以使快充電池放電回路處于允許放電(預導通狀態(tài)),確保當直接供電的電源模塊恢復供電時,可立即給快充電池充電;保證燃料電池充電回路KC2斷開,燃料電池不需要進行充電。

步驟404、根據(jù)快充電池的電池相關參數(shù)信息判斷快充電池充滿時,完成充電。

需要說明的是,在快充電池充電過程中,為了確保供電模塊無法供電時發(fā)生系統(tǒng)不掉電,快充電池的放電回路一直處于允許放電。

實施例6

本實施例以兩組電池分別為快充電池和燃料電池為例,進行快充電池和燃料電池的放電過程的清楚詳細的說明,當直接供電的電源模塊無法給系統(tǒng)負載供電時,由快充電池和燃料電池為系統(tǒng)負載供電。圖5為本發(fā)明第六實施例的方法流程圖,如圖5所示,包括:

步驟500、在直接供電的電源模塊為系統(tǒng)負載供電時,導通快充電池的放電回路和充電回路,直接供電的電源模塊斷電時,使用快充電池為系統(tǒng)負載供電;以圖3電路電池組1為快充電池,電池組2為燃料電池為例,則關閉繼電器KD1導通快充電池的放電回路,為了直接供電的電源模塊恢復供電時能第一時間給快充電池充電,快充電池的充電回路的繼電器KC1保持閉合狀態(tài);

執(zhí)行完步驟500后,順序執(zhí)行對燃料電池的充放電控制狀態(tài)控制;

步驟501、燃料電池的放電回路保持斷開,充電回路保持斷開;這里為防止在快充電池充電過程中電池之間互充,燃料電池的放電回路保持斷開,燃料電池無需充電,充電回路保持斷開;

步驟502、在快充電池放電過程中,判斷直接供電的電源模塊是否恢復供電,如果恢復,則快充電池放電階段結束;否則,則進入步驟503進行放電完成的判斷;

步驟503、根據(jù)電池的相關參數(shù)信息判斷快充電池是否放電完成,即是否達到放電電壓閾值,如果沒有,則繼續(xù)放電,同時繼續(xù)確定步驟502中直 接供電的電源模塊是否恢復供電;達到放電電壓閾值時,切換到燃料電池的放電階段504;

步驟504、切換到燃料電池的放電階段;具體的,按照順序執(zhí)行斷開快充電池的充電回路,導通燃料電池的放電回路,斷開快充電池放電回路,保持斷開燃料電池充電回路;具體的,將快充電池的充電回路繼電器KC1斷開,防止燃料電池給快充電池充電;閉合燃料電池放電回路的繼電器KD2;斷開快充電池放電回路繼電器KD1,斷開燃料電池充電回路繼電器KC2,防止快充電池過放;

步驟505、在燃料電池放電時,判斷直接供電的電源模塊恢復供電,則放電階段結束;如果直接供電的電源模塊沒有恢復供電,則執(zhí)行步驟506;

步驟506、判斷燃料電池是否放電完成;未放電完成時,在放電同時執(zhí)行步驟505;放電完成時,執(zhí)行步驟507;

步驟507、結束燃料電池放電。

雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上,但所述的內容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實施方式,并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領域內的技術人員,在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下,可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化,但本發(fā)明的專利保護范圍,仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。

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