串联连接的多个电池的直流微电网充放电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直流微电网充放电系统，将多个二次电池串联连接，从而在充放电时，将充电和放电的电压相比一个电池明显提高，并将直流微电网的合理电压设定为电池组的最大电压的2倍左右，来提高用于充放电电力控制的DC-DC变频器的电力转换率，并附加线性电流源，在电池组变化时也可进行稳定的充放电，并将充放电中共同使用的直流电力存储装置以一般电解电容器和超级电容器或二次电池组的组合来构成，从而提高充放电系统的电力转换率，并装载有使系统简单化的计算法。
【专利说明】串联连接的多个电池的直流微电网充放电系统
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种直流微电网充放电系统，将多个二次电池串联连接，从而在充放电时，将充电和放电的电压相比一个电池明显提高，并将用于在直流状态下使放电电池直接充电的直流微电网的合理电压设定为电池组的最大电压的2倍左右，来提高用于充放电电力控制的DC-DC变频器的电力转换率，并将直流电力存储装置以一般电解电容器和超级电容器或二次电池组的组合来构成，从而提高充放电系统的电力转换率，并装载有使系统简单化的计算法。
【背景技术】
[0002]微电网(micro-grid)是指局部电力供应系统。
[0003]电动车中在使用大容量锂二次电池的情况下，I个电池的操作电压相对较低为2V至4.7V左右，但操作电流为25A至50A的大电流。
[0004]电动车将该电池数十个数百个连接来使用，但在制造电池集合体的过程中，须将单位模块的电池(将I个或多个电池串联或并联连接的结构)以最大容量来充放电，通常将电压较低的电池的电能以相对来说电压较高的国家电力网交流电来进行转换灵活使用，但是具有转换率较低的多种技术问题。
[0005]在现有的技术中，在以开关模式方式将大容量的二次电池同时充放电的系统中进行放电时，将操作电压为2V至4.7V左右的一个锂二次电池放电，来将电池热消耗或转换为交流电，从而在国家交流电力网中再生。
[0006]用于使电力再生的直流-交流转换器，I个电池的电压相比常用交流电力网电压(220V或380V)要低很多，转换率则通常为40%左右十分低，且在转换的过程中，转换装置发热被消耗。
[0007]因此，在包含有冷却用工槽的电池制造工厂中，使用现有的充/放电装置的工程是使用电力最多的地方。
[0008]通常，将电池充/放电的装置以恒定电流(Constant Current)、恒定电压(Constant Voltage)、或恒定电源(Constant Power)的方式来进行,在大容量电池中，主要使用恒定电流的方式。
[0009]作为相关的现有技术，韩国公开专利第10-2012-0103337号中提出了有关在二次电池充放电中可进行交流(AC)再生及直流(DC)再生的二次电池充放电系统及其驱动方法的技术，但是，其与本发明所提出的，将多个二次电池串联连接，利用全双工DC-DC变频器和恒定电流源来提高电力转换率，并将充放电系统小型化，与串联连接的电池组的数量无关来进行充放电的技术具有明显差别。
[0010]作为另一个相关的现有技术，韩国公开专利第10-2010-0119574号中提出了有关针对SOC的变化，提高端子电压的变化较小的二次电池的充电控制的精密度的技术，但是，其与本发明所提出的，将多个二次电池串联连接，利用全双工DC-DC变频器和恒定电流源来提高电力转换率，并将充放电系统小型化，与串联连接的电池组的数量无关来进行充放电的技术具有明显差别。
[0011]作为又另一个相关的现有技术，韩国公开专利第10-2010-0122911号中提出了串联连接的各二次电池分别具备放电根电路(root circuit)来防备过充电的技术,但是,各二次电池分别具备根电路时须另外具备放电电阻和开关元件，因此，具有电力消耗增加且制作费用增加的问题。
【发明内容】
[0012]技术课题
[0013]本发明的技术课题为，电动车中在使用大容量锂二次电池的情况下，操作电压相对较低为2V至4.7V左右，但操作电流为25A至50A的大电流，在将电池分别或并联充电和放电时，与常用国家电力王电压相比电池的电压较低，电力转换率大大下降，因此，将电池串联连接，来提高DC-DC变频器的电力转换率，从而实现充放电。
[0014]本发明的另一个技术课题为，将直流微电网充放电系统的合理电压设定为串联连接的电池组两端的最大电压的2倍左右，在电力控制时，提高能量转换率和转换分解力，将直流电力存储装置以一般电解电容器和超级电容器或二次电池组的组合来构成，从而实现直流微电网充放电系统的稳定运作。
[0015]本发明的又另一个技术课题为，将用于充电的电源以恒定电流电源装置来构成，从而要充电的电池组的结构转换，即，负荷变动时，可稳定地运作，并与充放电的电池的数量无关，仅通过一个电源供应装置来执行，从而使充放电的整个系统的尺寸变得更小和轻巧，来减少制作费用，将安装空间最小化。
[0016]本发明的又另一个技术课题为，将放电的DC电源按原样在充电中使用，来大大地减少因放电而产生的电力消耗，并与直流电力存储装置ESS(energy storage system)相连接，在一段时间停电时也可运作。
[0017]技术方案
[0018]针对本发明的一个课题，提供一种直流微电网充放电系统，在将多个二次电池串联连接的电池组充放电的装置中，使常用电源通过全双工DC-AC变频器，经由用于存储和提供电能量的电力存储装置，并利用存储在电力存储装置中的电能量，通过一个全双工DC-DC变频器，以恒定电流源来将串联连接的多个二次电池同时充放电。
[0019]针对本发明的另一个课题，提供一种直流微电网充放电系统，在利用全双工DC-DC变频器的直流微电网方式的系统中同时进行充放电时，可将放电的电力按原样在充电电路中使用，因此，可防止电力转换带来的损耗，就算充电和放电没有同时发生，以直流状态将电力存储在直流电力存储装置中，然后，在直流状态下通过全双工DC-DC变频器来使用。
[0020]针对本发明的又另一个课题，提供一种直流微电网充放电系统，在与一个电池的电压(2V-4.7V)相比明显要高的电压(例如，将25个串联连接的50V-117.5V)中将充放电电压进行电力转换，因此，可提高由通常的半导体和电子电路构成的DC-DC变频器的电力转换率，并将直流微电网充放电系统的合理电压设定为串联连接的电池组两端的最大电压的2倍左右，来实现最佳能量转换率。
[0021]技术效果
[0022]电动车中使用大容量锂二次电池的情况下，操作电压相对较低为2V至4.7V左右，但操作电流为25A至50A的大电流，在将电池分别或并联充电和放电时，电池的电压较低，电力转换率大大下降，因此，本发明通过多个电池串联连接的电压来实现电力转换，从而具有可提高全双工DC-DC变频器的电力转换率的有利效果。
[0023]本发明的另一个效果在于，为了实现最佳能量转换率，将直流微电网充放电系统的合理电压设定为串联连接的电池组的最大电压的2倍左右，并将直流电力存储装置以一般电解电容器和超级电容器或二次电池组的组合来构成，从而可实现直流微电网充放电系统的稳定运作。
[0024]本发明的又另一个效果在于，将用于充电的电源以恒定电流电源装置来构成，从而要充电的电池组的结构转换，即，负荷变动时，可稳定地运作，并与充放电的电池的数量无关，仅通过一个电源供应装置便可充电和放电，从而使充放电的整个系统的尺寸变得更小和轻巧，可减少制作费用，将安装空间最小化。
[0025]本发明的又另一个效果在于，将放电的DC电源按原样在充电中使用，从而可大大地减少因放电而产生的电力消耗，并与直流电力存储装置ESS(energy storage system)相连接，从而在一段时间停电时也可运作。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出现有的常规充放电系统。
[0027]图2是示出根据本发明的直流微电网充放电系统的概略示图。
[0028]图3是示出根据本发明的直流微电网充放电系统的具体示图。
[0029]图4是示出根据本发明的直流微电网充放电系统的充放电原理的具体示图。
【具体实施方式】
[0030]以下，对本发明的具体内容进行说明。
[0031 ] 本发明涉及一种直流微电网充放电系统，其作为在多个锂二次电池被串联连接的电池组中将各电池充放电的系统,将电压为2V-4.7V的一个电池以串联形式连接数十个至数百个，来将提高的电压转换为全双工DC-DC变频器，从而提高电力转换率，并将直流微电网的电压设定为电池组的最大电压的两倍左右，实现最佳能量转换率，使放电的电池的电力不会损耗，在充电时可灵活使用。
[0032]根据本发明的直流微电网方式，任何系统中同时执行充电和放电时，都可将放电器中放电的电力在直流状态下按原样在充电电路中使用，从而不会发生转换成交流电的损耗。在通常的电池制备工程中，相同的工程案中可同时执行充电和放电。
[0033]此外，为了在电池组充放电时提高电力效率，并提高直流和交流电之间的转换率，须决定合理的微电网系统的操作电压区域。在此，将多个电池串联连接来提高操作电压时，电力转换率相比一个电池要高很多。
[0034]根据本发明的直流微电网充放电系统，其附加直流电力存储装置(储能系统(Energy Storage System)等),就算充电和放电不是同时发生,也可在直流状态下存储电力，从而可在直流状态下使用。以下，对本发明的实施例进行具体说明。
[0035]<实施例>
[0036]参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是示出现有的常规充放电系统。图2是示出根据本发明的直流微电网充放电系统的示图。
[0037]图2中示出的根据本发明的系统，具备容量大的一个充电和放电电源装置，且图1示出现有的充放电系统，需要与电池数量相同的DC-AC充放电电源。
[0038]因此，图2的本发明的直流微电网充放电系统与图1的现有的充放电装置相比，制作费用减少，重量明显要轻且尺寸明显要小，并具有安装时所占据的空间明显要小的优点。
[0039]在本发明的说明书中，记载的“充电和放电”与“充放电”用语表示相同的意思。
[0040]在本发明的说明书中，记载的“直流电力存储装置”与“电力存储装置”用语表示相同的意思。
[0041]在本发明的说明书中，记载的“锂二次电池”、“二次电池”、以及“电池”用语表示相同的意思。
[0042]在图2中，常用电源通过配电板被输入，并将通过配电板提供的电源经由全双工AC-DC变频器存储在直流电力存储装置中。
[0043]直流电力存储装置，将电解电容器和/或超级电容器(一个容量为数百法拉第(Faraday))等串联或并联，以所需的电压和容量来构成。
[0044]在如上构成时，充就算电和放电不是同时发生，放电时直流状态下电力也可存储在直流状态的电力存储装置中，存储的电流状态的电源没有转换损耗可直接在充电中使用。
[0045]如图2所示，本发明通过一个电力存储装置和控制装置，来将数十数百个盘中连接的多个锂二次电池串联连接的电池组充电和放电。
[0046]经由直流电力存储装置(图3的11)输出的电源，其通过各盘中分别安装的全双工DC-DC变频器(图3的12)以线性电流源(图3的13, linear current source)形成恒定电流源,从而将各电池充电和放电。
[0047]根据本发明的直流微电网充放电系统中所采用的全双工DC-DC变频器(图3的12)，将根据本发明设计制作的串联连接的多个电池同时充放电，并可对应负荷的变动，同时进行充电。
[0048]但是,附加线性电流源(图3的13, linear current source)是用来使充放电电流更加稳定，就算是为了使串联连接的多个电池充放电而提供的最终电源的负荷有所变化，由于是可稳定地控制提供电流的恒定电流源，因此，相比只使用本发明中的DC-DC变频器(图3的12)的装置，在控制电池的充放电时，具有可提高精密度和稳定性的效果。
[0049]直流电力存储装置(图3的11)在执行将电力稳定地提供至全双工DC-DC变频器(图13的12)的功能时，同时在停电时，也可在一段时间期间稳定地将电力提供至全双工DC-DC变频器(图3的12)来执行实现继续充放电的功能。
[0050]直流电力存储装置(图3的11)将从常用电源输入的电力实时地进行存储，同时是可实时地将所需电源提供给下端的全双工DC-DC变频器(图3的12)的装置。
[0051]所述双工DC-DC变频器(图3的12)和线性电流源(图3的13)针对各盘(tray)分别安装一个且串联连接的多个电池(图3的24)各自充放电。
[0052]由于通过线性电流源(图3的13, linear current source)来充放电，因此,与串联连接的电池(图3的24 )数量无关，可稳定地进行充电和放电。S卩，与根据串联连接的电池(图3的24)数量的电压变动无关，可将数十至数百个电池(图3的24)有效地充放电。
[0053]此外，由于本发明将相当于串联连接的多个电池数量的电压提高来进行使用，因此，具有可明显地提高全双工DC-DC变频器(图3的12)的电力转换率的效果。
[0054]由于在使多个电池(图3的24)同时充电和放电的系统中，将本发明的多个电池(图3的24)串联连接，来提高电池组两端的电压从而转换电力，因此，可提高能量转换率(80%以上)，从而具有可较大地节约能量的效果。
[0055]根据本发明的直流微电网系统，其体现最佳能量转换率，并为了在电力控制时提高分解能，优选是将直流微电网系统的合理电压设定为串联连接的电池组两端的最大电压的2倍左右，但是也可改变该设定。
[0056]以下，通过图3对本发明的技术性结构进行具体说明。
[0057]图3是将图2中的一个盘扩大示出具体的技术性结构的示图。在一个盘中，安装有用于控制串联连接的各电池(图3的24)的充电和放电的控制器(图3的17)、与控制器(图3的17)以通信手段(图3的16)连接用于控制控制器(图3的17)的微处理器(图3的15，CPU)。
[0058]在图3中，显示出各电池中安装有控制器(图3的17)，但其是为了便于理解被示出，从相同地赋予符号中可获知表示相同的控制器。
[0059]控制器(图3的17)为了将各电池(图3的24)安全地最大限度地充放电，在所需位置安装由温度计、电压计、电流计构成的传感器，来更有效地将串联连接的铬电池充放电，并从各传感器接收测定的温度和开路电压(open circuir voltage)、电路的电流和电压等。
[0060]控制器(图3的17)可基于从各传感器输入的电流、温度、和电压等进行控制，安全并迅速地实现充放电。
[0061]根据本发明，为了有效地控制充放电，图3中所示出Vb、ib、ibbl-45、电池两端的电压、电池的温度等为检测对象。
[0062]各电池中分别安装有绝缘型电池管理单兀BMS (Isolated battery ManagementSy stem)，在相互绝缘的状态下也可精密地测出显示各电池状态的电压、电流、和温度。
[0063]控制器的存储器根据本发明被设计制备，装载有控制程序，具备利用线性电流源(图3的13)来同时将不同容量的多个电池(图3的24)有效地充电和放电的方式。
[0064]各盘中安装的微处理器(图3的15，CPU)与图2的控制装置(例如，host PC)连接，以有线或无线方式来收发信号。
[0065]用于本发明的充放电的主电路沿图2中的粗黑线形成，由此可容易地理解,线性电流源中提供的恒定电流通过串联连接的各电池同时使其充放电。
[0066]串联连接的各电池(图3的24)根据制造商可能具有不同的充放电特征及容量，就算是相同制造商的电池，其特征和容量也可能具有差异。
[0067]将具有不同特征的电池串联同时充电时，不能以相同条件实现充电。其理由在于，将容量小的电池和容量大的电池以相同的条件充电时，容量小的电池首先达到所需充电条件，且继续充电时，可能会超过最大电压，发生电池爆破。就算容量相同，但由于将内部电阻互不相同的电池串联同时充电时也会发生类似情况。
[0068]因此，在防止上述情况的同时，考虑一个盘内串联连接的电池的特征和容量，根据各电池的容量和特征，以合理的电力(电压)同时对各电池充电是十分重要的。
[0069]本发明为了实现二次电池的安全有效的充电和放电，利用温度传感器，针对串联连接的各电池检测温度，并检测电池两端的电压(实时电压或0CV、开路电压)并传送至控制器，当到达设定的温度和/或电压时，将中继器打开或关闭，或是启动能动型均衡电路(active balancing circuit)进行控制。
[0070]本发明在充放电多个电池时，根据包含有电池内部电阻值的特征和容量，在控制器(图3的17)中控制充放电，充电时控制范围较大时以中继器来控制充放电，且只须细微控制时，可启动能动型均衡电路(图3的18)来进行控制。
[0071 ] 能动型均衡电路的结构为，控制器中控制脉冲宽度调制PWM信号的频率和频宽t匕，从而输入至能动型均衡电路，来打开或关闭能动型均衡电路的开关元件，同时控制中继器两端的电流(ibbl)来控制流动至电池的电流(icl)值。
[0072]更具体地，能动型均衡电路在以恒定电压模式将多个内部电阻或容量不同的二次电池充电时，从控制器中输出脉冲宽度调制信号，并根据信号来开闭电池的充电电流，或是将控制器中输出的脉冲宽度调制信号演算成直流电流，来消耗或旁路电池的充电电流的一部分，从而在恒定电压的状态下将电池充电。
[0073]在图3中，中继器两端安装有保护电路(protect1n circuit)。保护电路是为了防止中继器由于从一个接点往另一个接点移动的即时电路的打开将电流切断，并防止由于接点开闭时发生的火花所引起的接点损坏，从而可提高中继器的耐久性，引导电路安全地运作。
[0074]S卩，保护电路在中继器被打开的瞬间使电流旁路，防止电路被打开的现象和接点的损坏，从而电路可稳定运作，且中继器的耐久性被提高。
[0075]更具体地，保护电路可由容量较大的全双工稳压二级管或二级管、电容器、电阻等构成。
[0076]在图3中，中继器控制单元(图3的20)可配置在各电池中，根据控制器的控制信号，来开闭中继器，从而控制流至电池的电流。
[0077]在图3中，终端连接单元(图3的23)相当于为了将串联连接的各电池充电和放电而被连接的端子。
[0078]基于图4和图3，本发明的重要技术构成中的一个为中继器元件和能动型均衡电路，利用该技术，容量或内部电阻互不相同的具不同特征的二次电池，在最大电压中预先设定的充电结束的电流状态下完成充电。
[0079]以下基于图4，来进行具体说明。
[0080]图4是示出经本发明的控制器中装载的控制程序，将一个盘中充电的数十至数百个二次电池以最佳的状态同时充电的技术构成的具体示图。
[0081]在本发明中，将一个盘中充电的二次电池以最佳的状态进行充电是指，串联连接的电池中容量较大或特性上最后达到最大电压时，在恒定电流模式下打开或关闭中继器同时将各电池以最大电压来反复充放电。
[0082]S卩，盘内的所有电池达到最大电压后，运作恒定电压模式(CV mode)，当盘内所有电池达到存储器中设定的充电结束的电流时，则结束充电。
[0083]该控制，其基于上述传感器中检测的值，在控制器的控制下形成，并通过控制器的存储器中装载的控制程序来实现。
[0084]以下，通过图4来具体说明。图4示出，容量互不相同的两个电池(在此，假设两个电池的内部电阻相同)，利用本发明的充放电系统，容量大的电池以恒定电流模式(constant current mode)进行控制直到达到最大电压为止,且容量小的电池首先达到最大电压，并在达到最大电压后将中继器打开或关闭同时继续充放电。
[0085]此后，容量大的电池达到最大电压时，以恒定电压模式(constant voltage mode)运作，调整能动型均衡电路的频宽比，使容量较小的电池电压不超过设定的最大电压值，当两个电池在设定的最大电压中全部达到充电结束电流值时则结束充电，其中，所有输入至电池的电流被相同地设定。
[0086]上述控制，其控制器的控制下形成，控制其在充电进行期间，从各电池检测两端的电压，当检测的电压达到最大电压时，关闭中继器，防止电流流入至相关电池，从而使充电不再进行。
[0087]继续检测相关电池的电压，下降至设定的电压时，重新打开中继器，并反复充电的运作，直到一个盘内串联连接的多个电池中最后达到最大电压的时点为止。
[0088]在一个盘中，从串联连接的多个电池中最后达到最大电压的时点开始，转换成恒定电压模式来进行控制。在此，恒定电压在图4所示的设定的最大电压区域中生成。
[0089]恒定电压模式中，经图3的能动型均衡电路被控制，流入至图3的第I个电池的电流(icl)为电流(ib)中减去电流(ibbl)的值。
[0090]流入至图3的第2个电池的电流(ic2)为电流(ib)中减去电流(ibb2)的值。由此，流入至第45个电池的电流(ic45)为电流(ib)中减去电流(ibb45)的值。
[0091]恒定电压模式中，当icl=ic2)...=ic45=满足预先设定的充电结束电流值的条件时，则结束充电。
[0092]S卩，一个盘中串联连接的被充电的所有电池具有图4的最大电压，同时具有与预先设定的充电结束电流值相同的电流时，则结束充电。
[0093]在上述说明中，当中继器在相关电池中被关闭时，电流可直接流入下端的电池。
[0094]能动型均衡电路(图3的18)具有开关元件和多个电路元件等控制元件，并在控制器的控制下运作，通过以下几种具体的方式被控制。
[0095]根据一个具体的实施例，能动型均衡电路从控制器中将PWM信号提供给开关元件的栅端，开闭栅极(基极)，来控制流入至相关电池两端的电流(图3的ibbl-45)。
[0096]根据另一个具体的实施例，能动型均衡电路，其构成方法为，将控制器中发送的PWM信号换算成与频宽比成比例的电流，并驱动电流控制电路来直接提供电流，从而产生均衡的作用效果。该方法具有能动型均衡电路运作时几乎不产生噪音的效果。
[0097]在图3中，控制器为了在恒定电压模式中控制流入各电池的电流(图3的ic 1-45)，控制并提供PWM信号的频率和频宽比，来控制流入至电池两端的电流(图3的ibbl-45)，当流入至一个盘内串联连接的所有电池的电流(图3的ibbl-45)与预先设定的充电结束电流值相同时，则结束充电。
[0098]根据本发明的直流微电网充放电系统，可与主机(图2的控制装置)连接，来同时控制数十或数百个盘，与上述技术结构相同，各盘中多个电池被串联连接，通过一个全双工DC-DC变频器、一个线性电流源、以及中继器和能动型均衡电路来实现充放电。
[0099]上述的中继器可使用具有相同功能的开关电路或开关元件来代替。
[0100]根据上述的本发明的技术构成的作用效果为，不使用将电压较低的二次电池(2V-4.7V)来分别充放电的现有方式，而是将多个二次电池串联连接，来明显提高操作电压，并通过一个全双工DC-DC变频器和线性电流源(恒定电流)来进行充放电，将放电的电池在充电装置中以直流形态直接使用，因此，可大大地提高电力效率。
[0101]此外，现有的用于充电和放电的电源装置使用多个电池，而本发明仅使用一个容量较大的全双工DC-DC变频器和线性电流源，因此，可将装置改良成小型装置，减少了制作费用，并具有可减小设置空间的有利效果。
[0102]S卩，容量较大的一个充放电电源装置的大小与重量，明显比现有技术中需要相当于电池数量的充放电电源装置的和要小，设置时所占据的空间也明显变小。
[0103]由于使用一个全双工DC-DC变频器和线性电流源装置来控制多个串联连接的电池的充放电，而不是相当于电池数量的装置，因此，根据电池数量的增加或减少的充电和放电的容量增加或减少，可通过控制其的控制器中装载的充放电控制程序容易地进行改变，并具有可容易地进行设备校准(Calibrat1n)的有利效果。
[0104]产业应用性
[0105]本发明提供一种直流微电网充放电系统，将多个二次电池串联连接，从而使充电和放电的电压相比一个电池明显提高，来提高全双工DC-DC变频器的电力转换率，并将放电电池在直流状态下充电时直接使用的直流微电网的合理电压设定为电池组的最大电压的2倍左右，来实现最佳能量转换率，并将充放电中使用的直流电力存储装置以一般电解电容器和超级电容器或二次电池组的组合来构成，从而提高系统的电力转换率，并装载有使系统简单化的计算法，因此，可实现较高的能量转换率和装置的小型轻巧化，在产业上使用的可能性非常高。
[0106]附图标号说明
[0107]11:电力存储装置
[0108]12:全双工DC-DC变频器
[0109]13:线性电流源
[0110]14:主机
[0111]15:CPU
[0112]16:通信手段
[0113]17:控制器
[0114]18:能动型均衡电路
[0115]19:保护电路
[0116]20:中继器控制单元
[0117]21:电压计
[0118]22:温度计
[0119]23:终端连接单元
[0120]24:电池
[0121]25:PWM 信号
【权利要求】
1.一种串联连接的多个二次电池直流微电网充放电系统,所述直流微电网充放电系统包括: 多个二次电池，被电力地串联连接，用于使DC-DC变频器在相比一个电池的电压高的电压中运作，从而以较高的电力转换率来进行充电和放电；和 全双工DC-DC变频器，向串联连接的所述多个二次电池提供电力，以较高的电力转换率来实现充放电。
2.如权利要求1所述的直流微电网充放电系统,进一步包括: 线性电流源，用来提供电流，位于所述全双工DC-DC变频器下端，与串联连接的所述多个二次电池的数量无关，稳定并精密地进行控制来实现充放电。
3.如权利要求1或权利要求2所述的直流微电网充放电系统，进一步包括: 直流电力存储装置，在所述直流微电网充放电系统的所述全双工DC-DC变频器的前端，稳定地向所述全双工DC-DC变频器提供电源，并在停电时也提供电源。
4.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其特征在于具备控制器，用来进行控制，使所述直流微电网充放电系统中多个串联连接的包含不同容量和内部电阻的具不同特征的各电池同时实现充放电。
5.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其特征在于，各电池的前端连接安装有继电器或开关电路，在所述控制器的控制下向串联连接的各电池提供电流或切断电流，使所述直流微电网充放电系统中多个串联连接的包含不同容量和内部电阻的具不同特征的各电池同时实现充放电。
6.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其中，所述直流微电网充放电系统进一步安装有电压计或绝缘型电池管理单元，测定串联连接的各电池的两端电压，来进行控制，使多个串联连接的包含不同容量和内部电阻的具不同特征的各电池同时实现充放电。
7.如权利要求4所述的直流微电网充放电系统，其特征在于，所述直流微电网充放电系统的所述控制器装载有控制程序，针对串联连接的各电池，基于从电流计、温度计、电压计输入的值来进行控制，使电池稳定地实现充电和放电。
8.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其特征在于，所述直流微电网充放电系统进一步具备保护电路，用于串联连接的各电池的充放电，各电池之间安装的中继器打开时和打开后附于接点时，使充放电电流稳定地运作，并提高中继器的耐久性。
9.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其特征在于，所述控制器由全双工稳压二级管或二级管、电容器、电阻构成，用于在中继器打开时和打开后附于接点时使电流旁路至下端电池。
10.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其中，所述直流微电网充放电系统进一步具备能动型均衡电路，在串联连接的多个内部电阻或容量不同的各电池以恒定电压模式被充电时，从所述控制器中输出脉冲宽度调制信号，并根据所述信号来开闭电池的充电电流，或是将所述控制器中输出的脉冲宽度调制信号演算成直流电流，来消耗或旁路电池的充电电流中的一部分，从而在恒定电压状态下将电池充电。
11.如权利要求3所述的直流微电网充放电系统，其中，所述直流微电网充放电系统进一步具备主机，用于同时控制多个盘来进行充放电，所述盘中多个电池被串联连接通过一个全双工DC-DC变频器与一个线性电流源被充放电。
【文档编号】H02J7/34GK104079056SQ201410116756
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】金正黙, 李桓熙, 柳泰馨, 申东勋, 韩喆奎 申请人:乐金信世股份有限公司, Hbl株式会社