本发明涉及蓄电池充电设备技术领域，尤其涉及一种蓄电池充放电系统。
背景技术：
随着能源短缺和环境污染问题的出现，蓄电池开始被大量应用于储能电站、电动汽车以及新能源领域。
一般蓄电池在使用之前需要用高性能且对电网无污染的蓄电池充放电装置对其进行几次充放电处理。目前，使用最广泛的大功率蓄电池充放电装置是利用晶闸管的相控整流或者直接整流的方法实现对蓄电池的充放电的。
这种充放电装置虽然价格比较低，技术比较成熟，但同时存在很多的缺点：
1、充放电装置非常复杂，动态响应速度比较慢，调节的周期比较长，充放电频率比较低；
2、整流装置在充放电装置中所占的比例最大，其可以造成充放电装置的75％的谐波量，具有非常低的电网侧功率因数，电网侧电流的波形易产生畸变现象，导致产生谐波污染；
3、充放电装置体积较大；
4、充放电装置在放电过程中是将电能通过电阻放掉，造成浪费电能；
5、应用范围有限，只能用于储能电站。
因此，针对以上不足，需要提供一种高频、高效及小型的蓄电池充放电系统。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有技术的充放电装置的充放电效率和频率较低、体积较大以及充电过程造成电能浪费的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄电池充放电系统，包括：
充放电模块，充放电模块分别与电网电路和蓄电池连接；
控制模块，控制模块与充放电模块通信连接；其中，
控制模块控制充放电模块进行充电操作，使电网电路向蓄电池充电；或，控制模块控制充放电模块进行放电操作，使蓄电池向电网电路放电。
进一步地，充放电模块包括：
三相pwm整流器，三相pwm整流器的直流侧连接蓄电池，三相pwm整流器的交流侧连接电网电路，三相pwm整流器与控制模块通信连接。
进一步地，充放电模块包括：
升降压式变换电路，三相pwm整流器的直流侧串联升降压式变换电路后连接蓄电池。
进一步地，还包括：
采集模块，采集模块分别与蓄电池和控制模块连接；其中，
采集模块采集蓄电池的充电数据和放电数据并传输至控制模块，控制模块根据充电数据控制充放电模块的充电操作，或，控制模块根据放电数据控制充放电模块的放电操作。
进一步地，充电数据包括电网电路向所充电的充电电压和充电电流、蓄电池的温度和内阻。
进一步地，放电数据包括电网电路向蓄电池放电的放电电压和放电电流、蓄电池的温度和内阻。
进一步地，还包括：
显示模块，显示模块与控制模块通信连接；其中，
显示模块用于显示充放电模块进行充电操作的充电信息和充放电模块进行放电操作的放电信息。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明的蓄电池充放电系统，在对蓄电池进行充电时的电能来源是电网电路，在对蓄电池进行放电时的电能去向也是电网电路，使得电能可以在电网电路与蓄电池之间双向流动，降低对电能的浪费。另外，由于电网电路的电能的频率为50hz，因此，其充放电的频率较高，使得充放电的效率也随之提高。
附图说明
图1是本发明蓄电池充放电系统的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的充放电模块的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种蓄电池充放电系统，包括充放电模块20和控制模块10，充放电模块20分别与电网电路和蓄电池连接，控制模块10与充放电模块20通过485通讯线通信连接。
其中，控制模块10控制充放电模块20进行充电操作，使电网电路向蓄电池充电，即对蓄电池进行充电时，电能的来源是电网电路。或，控制模块10控制充放电模块20进行放电操作，使蓄电池向电网电路放电，即对蓄电池进行放电时，电能的去向是电网电路，将蓄电池的电能回馈到电网电路中。由于电网电路的电能是50hz的交流电，而蓄电池充放电时输入、输出的电能均为直流电，因此，充电时是交流电能变成直流电能的过程，放电时是直流电能变为交流电能的过程，通过上述的对电流的改变，便可以实现电能的双向流动，降低对电能的浪费。同时，由于电网电路的电流频率为50hz，还能提高充放电的频率和效率。
在本发明中，充放电模块20可以包括三相pwm整流器21，三相pwm整流器21的直流侧连接蓄电池，三相pwm整流器21的交流侧连接电网电路，三相pwm整流器21与控制模块10通信连接，通过控制三相pwm整流器21的工作方式，可以控制电能是从电网电路流向蓄电池还是由蓄电池流向电网电路，即进行充电操作还是放电操作。
由于三相pwm整流器21的输出电压从交流侧到直流侧是升高的。三相电网电路的相电压有效值是220v，经过三相pwm整流器21后转换为直流侧电压将最少达到540v。因此，需要在三相pwm整流器21后串联一个直流升降压设备。在本发明中，充放电模块20还可以包括升降压式变换电路22，三相pwm整流器21的直流侧串联升降压式变换电路22后连接蓄电池，以调节直流侧的电压值。
在一个实施例中，如图2所示，vt0为三相pwm整流器21，其交流侧连接电网电路n，直流侧连接蓄电池ubattery，直流侧与蓄电池ubattery之间串联升降压式变换电路22。升降压式变换电路22由buck电路和boost电路组成，且buck电路和boost电路公用同一个电感l，具体结构如图2中的虚线框内所示。其中，ubattery代表蓄电池的电压，re代表蓄电池的内阻。
如图2所示的升降压式变换电路22的具体工作原理为：
充电时，控制功率管vt1导通，并保持功率管vt2断开，这时升降压式变换电路22实质上就是一个buck电路，此时，三相pwm整流器21的直流侧可以视为串联了降压dc/dc变换器。三相pwm整流器21将三相电网电路的交流电压转化为电压稳定的直流电压，再通过buck电路将三相pwm整流器21的直流侧较高的直流电压降压至适合蓄电池充电的电压范围，并对蓄电池进行充电。
放电时，控制功率管vt2导通，并保持功率管vt1断开，这时升降压式变换电路22实质上就是一个boost电路，此时，三相pwm整流器21的直流侧可以视为串联了升压dc/dc变换器。蓄电池输出的直流电压首先由boost电路升压至适合于三相电网电路的电压范围，然后经过三相pwm整流器21将电压较高的直流电压转化为三相电网电压，并输送到电网电路中。
可见，图2所示实施例的升降压式变换电路22，无论是buck电路还是boost电路，仅需要一个全控型功率开关器，一个电力二极管，一只电感和一个电容即可组成其主电路，结构简单，并且控制方便。
在本发明中，蓄电池充放电系统还可以包括采集模块40，采集模块40分别与蓄电池和控制模块10连接。其中，采集模块40可以通过485通讯线与控制模块10通信连接，采集模块40能够采集蓄电池的充电数据和放电数据并传输至控制模块10，控制模块10根据充电数据控制充放电模块20的充电操作，或，控制模块10根据放电数据控制充放电模块20的放电操作。具体地，充电数据包括电网电路向所充电的充电电压和充电电流、蓄电池的温度和内阻。放电数据包括电网电路向蓄电池放电的放电电压和放电电流、蓄电池的温度和内阻。
具体地，在充放电过程中，可以利用运用采集模块40进行充电数据和放电数据的采集，并将这些数据传送给控制模块10进行运算，以控制三相pwm整流器21和升降压式变换电路22进行充电操作或放电操作。在三相pwm整流器21方面控制模块10采用三相pwm整流器21的锁相环、电压外环控制、电流内环控制以及svpwm算法对上述数据进行运算，以生成用于控制三相pwm整流器21的控制信息。在升降压式变换电路22面运用pid控制作为算法对上述数据进行运算，以生成用于控制升降压式变换电路22的功率管vt1和功率管vt2的导通状态和断开状态的控制信息。
由于本发明的采集模块40可以实时采集充放电的电压和电流、蓄电池的温度和内阻，以及蓄电池的效率寿命等，对数据的采集更全面，数据更新的速度更快，能够提高数据监测的准确性，从而提高控制模块10控制的精确性。
在本发明中，蓄电池充放电系统还可以包括显示模块50，显示模块50可以通过485通讯线与控制模块10通信连接。显示模块50用于显示充放电模块20进行充电操作的充电信息和充放电模块20进行放电操作的放电信息。控制模块10可以实时地将运行情况(充电信息和放电信息)传送给显示单元，使运营人员通过显示模块50及时了解蓄电池的充放电情况。
本发明的蓄电池充放电系统在一般情况下采用控制模块10自动控制充放电模式，在特殊情况下也可以人工控制，即设有自动控制和人工控制的切换模块30，不仅可以利用自动控制提高控制的准确性，而且还可以利用人工控制提高控制的安全性，减少了事故发生的可能性。
综上所述，本发明的蓄电池充放电系统，采用了三相pwm整流器，保证了电流畸变率小，让电流谐波降低，提高了功率因数，提高了电能质量，减小对电网电路中引入无功电流，降低了对电网电路的污染。无论在充电还是放电时，可以保证其交流侧电流功率因数为0.97，而且保证电流波形的正弦化，控制其电流thd小于5％，减小对电网造成的污染。另外，本发明的蓄电池充放电系统，实现了充放电一体化，且其充放电速度较快，提升了充放电的效率。本发明的蓄电池充放电系统，不仅可以用于储能电站，还可以作为电动汽车的充电设备。同时，本发明的蓄电池充放电系统，人工控制和自动控制都可以实现，采用自动控制时不仅省去了大量的劳动力，而且可以精确的控制充放电过程。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。