本發(fā)明涉及電池檢測領(lǐng)域，特別涉及一種電池化成檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電動交通工具、電動轉(zhuǎn)運(yùn)工具、儲能電站、基站電源等動力電池相關(guān)領(lǐng)域，離子動力電池已經(jīng)被廣泛的推廣應(yīng)用。
鋰離子動力電池不論是在生產(chǎn)中的化成工藝過程還是性能檢測環(huán)節(jié)，對充放電設(shè)備都有較高的性能要求，尤其是在大功率快速充放電過程中，伴隨著巨大能量轉(zhuǎn)儲和變換過程，從節(jié)能環(huán)?？紤]，動力電池化成檢測設(shè)備需要具有能量回饋的功能，同時，動力電池的容量和功率范圍很寬廣，各種不同設(shè)備的功率范圍非常廣泛，需要各種設(shè)備模塊化設(shè)計，方便組網(wǎng)運(yùn)行。
近年來，早期的可控硅并網(wǎng)充放電設(shè)備因為諧波污染電網(wǎng)已經(jīng)被淘汰，取而代之的是中高頻開關(guān)電源并網(wǎng)充放電設(shè)備所取代。對高頻并網(wǎng)設(shè)備的組網(wǎng)技術(shù)的需求越來越迫切。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種電池化成檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明提供一種電池化成檢測系統(tǒng)，包括：
交流電網(wǎng)接口、至少一組電池化成檢測設(shè)備，所述至少一組電池化成檢測設(shè)備包括第一交直流變換器、第一直流變換器、直流母線以及設(shè)備控制器，所述第一交直流變換器的交流側(cè)與所述交流電網(wǎng)連接，所述第一交直流變換器的直流側(cè)與所述直流母線連接，所述第一直流變換器的母線側(cè)與所述直流母線連接，所述第一直流變換器的電池側(cè)可與第一電池連接進(jìn)行檢測，所述設(shè)備控制器通過總線與所述第一直流變換器進(jìn)行通信連接；
所述設(shè)備控制器在判斷所述直流母線上充電電量小于等于放電電量時控制將直流母線上的放電能量回饋作為充電能量，以及在判斷所述直流母線上充電電量大于充電電量時控制直流母線上的放電能量回饋充電能量，并利用所述交流電網(wǎng)接口補(bǔ)充電能到所述直流母線作為充電電量，其中，所述補(bǔ)充電能的電量與所述放電電量的和大于等于所述充電電量。
可選地，所述至少一組電池化成檢測設(shè)備還包括第二交直流變換器及第二直流變換器，所述第二交直流變換器的交流側(cè)與所述交流電網(wǎng)連接，所述第二交直流變換器的直流側(cè)與所述直流母線連接，所述第二直流變換器的母線側(cè)與所述直流母線連接，所述第二直流變換器的電池側(cè)可與第二電池連接進(jìn)行檢測，所述設(shè)備控制器通過總線與所述第二直流變換器進(jìn)行通信連接。
可選地，還包括：
以太網(wǎng)接口，所述設(shè)備控制器與所述以太網(wǎng)接口連接，用以完成聯(lián)網(wǎng)控制。
可選地，還包括：
管理計算機(jī)，所述管理計算機(jī)通過所述以太網(wǎng)接口與所述設(shè)備控制器連接，用以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制所述設(shè)備控制器。
可選地，所述交流電網(wǎng)接口為220伏交流電網(wǎng)接口，所述直流母線為48伏25安的直流母線。
可選地，所述總線為CAN總線。
可選地，所述第一電池和所述第二電池均為動力電池。
從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：
在系統(tǒng)中只有一組電池化成檢測設(shè)備時候，當(dāng)電池進(jìn)行充電時候，因為直流母線中沒有其他電池進(jìn)行放電，即直流母線中充電電量大于放電電量，所以此時需要從交流電網(wǎng)一側(cè)獲得補(bǔ)償?shù)碾娔?，交直流變換器從交流電網(wǎng)一側(cè)獲得電能轉(zhuǎn)化成直流電，直流電再通過直流變換器輸出給電池進(jìn)行充電。當(dāng)在系統(tǒng)中存在兩組或兩組以上電池化成檢測設(shè)備時候，對不同電池進(jìn)行充放電檢測操作，當(dāng)有電池向直流母線放電，也有電池充電從直流母線吸收電能時，能量經(jīng)由直流母線從放電電池轉(zhuǎn)移到充電電池，這樣比經(jīng)由交流電網(wǎng)轉(zhuǎn)移減少了兩級交直流變換器環(huán)節(jié)，大大提高了能量利用效率。當(dāng)充電和放電的功率不相匹配時，差額功率由交直流變換器從電網(wǎng)吸收電能或者向電網(wǎng)釋放電能。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例中一種電池化成檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的內(nèi)容以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
名詞解釋：
電池化成是指對二次電池充放電的過程，是對新生產(chǎn)的電池初次充電的過程。它是影響電池壽命的重要環(huán)節(jié)，正常分為恒流充電與恒壓充電兩階段，通常采用小電流涓流充電使電池端電壓至放電終止電壓再恒流充電至電池端電壓達(dá)到恒壓充電電壓，而后改恒壓充電至充滿為止。
整流：將交流電變換為直流電稱為AC/DC變換，這種變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載，稱之為整流。
逆變：與整流相對應(yīng)，直流電變成交流電，電力術(shù)語。
結(jié)合圖1所示，本發(fā)明實施例中提供一種電池化成檢測系統(tǒng)，包括：
交流電網(wǎng)接口100、至少一組電池化成檢測設(shè)備，所述至少一組電池化成檢測設(shè)備包括第一交直流變換器201、第一直流變換器202、直流母線203以及設(shè)備控制器204，所述第一交直流變換器201的交流側(cè)與所述交流電網(wǎng)接口100連接，所述第一交直流變換器201的直流側(cè)與所述直流母線203連接，所述第一直流變換器202的母線側(cè)與所述直流母線203連接，所述第一直流變換器202的電池側(cè)可與第一電池205連接進(jìn)行檢測，所述設(shè)備控制器204通過總線與所述第一直流變換器204進(jìn)行通信連接。
所述至少一組電池化成檢測設(shè)備還包括第二交直流變換器211及第二直流變換器212，所述第二交直流變換器211的交流側(cè)與所述交流電網(wǎng)接口100連接，所述第二交直流變換器211的直流側(cè)與所述直流母線203連接，所述第二直流變換器212的母線側(cè)與所述直流母線203連接，所述第二直流變換器212的電池側(cè)可與第二電池213連接進(jìn)行檢測，所述設(shè)備控制器204通過總線與所述第二直流變換器212進(jìn)行通信連接。
所述設(shè)備控制器204在判斷所述直流母線203上充電電量小于等于放電電量時控制將直流母線203上的放電能量回饋作為充電能量，以及在判斷所述直流母線203上充電電量大于充電電量時控制直流母線203上的放電能量回饋充電能量，并利用所述交流電網(wǎng)接口100補(bǔ)充電能到所述直流母線203作為充電電量，其中，所述補(bǔ)充電能的電量與所述放電電量的和大于等于所述充電電量，即直流母線上缺少的電量有交直流變換器從交流電網(wǎng)中獲得進(jìn)行補(bǔ)償。
在系統(tǒng)中只有一組電池化成檢測設(shè)備時候，當(dāng)電池進(jìn)行充電時候，因為直流母線中沒有其他電池進(jìn)行放電，即直流母線中充電電量大于放電電量，所以此時需要從交流電網(wǎng)一側(cè)獲得補(bǔ)償?shù)碾娔?，交直流變換器從交流電網(wǎng)一側(cè)獲得電能轉(zhuǎn)化成直流電，直流電再通過直流變換器輸出給電池進(jìn)行充電。當(dāng)在系統(tǒng)中存在兩組或兩組以上電池化成檢測設(shè)備時候，對不同電池進(jìn)行充放電檢測操作，當(dāng)有電池向直流母線放電，也有電池充電從直流母線吸收電能時，能量經(jīng)由直流母線從放電電池轉(zhuǎn)移到充電電池，這樣比經(jīng)由交流電網(wǎng)轉(zhuǎn)移減少了兩級交直流變換器環(huán)節(jié)，大大提高了能量利用效率。當(dāng)充電和放電的功率不相匹配時，差額功率由交直流變換器從電網(wǎng)吸收電能或者向電網(wǎng)釋放電能。
第一交直流變換器201和第二交直流變換器211是雙向能量流動的并網(wǎng)充放電設(shè)備，交流側(cè)接220V交流電網(wǎng)，直流側(cè)接48V直流母線，工作于直流側(cè)48V恒壓CV(恒壓)模式，當(dāng)直流母線電壓需要向電網(wǎng)放電時，交直流變換器工作于功率因數(shù)為負(fù)一的并網(wǎng)逆變模式；當(dāng)直流母線需要從電網(wǎng)吸收能量時，交直流變換器工作于功率因數(shù)為一的高功率因數(shù)整流器模式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，此處不進(jìn)行贅述。
第一直流變換器202和第二直流變換器212是雙向能量流動的變換器，母線側(cè)接48V直流母線，電池側(cè)接動力電池，工作于電池側(cè)的CC(恒流)、CV(恒壓)等充放電模式，由動力電池化成檢測工藝決定，此處不做限定。
為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程的操控性，本系統(tǒng)還包括：
以太網(wǎng)接口300，所述設(shè)備控制器與所述以太網(wǎng)接口300連接，用以完成聯(lián)網(wǎng)控制。
管理計算機(jī)(圖中未示出)，所述管理計算機(jī)通過所述以太網(wǎng)接口與所述設(shè)備控制器連接，用以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制所述設(shè)備控制器。
交直流變換器和直流變換器都有高速CAN總線通信接口，用于集中控制和測控數(shù)據(jù)收集，在設(shè)備內(nèi)部由設(shè)備控制器完成CAN總線到以太網(wǎng)絡(luò)的橋接功能，實現(xiàn)所有設(shè)備通過企業(yè)局網(wǎng)與管理計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。
系統(tǒng)管理軟件運(yùn)行在企業(yè)局網(wǎng)上的化成檢測系統(tǒng)管理計算機(jī)上，實現(xiàn)對所有動力電池化成檢測設(shè)備的管理、調(diào)度、數(shù)據(jù)收集與處理功能。下傳工藝、下達(dá)指令、上行收集數(shù)據(jù)，文件編輯與轉(zhuǎn)換，刷新數(shù)據(jù)顯示，調(diào)閱實時和歷史數(shù)據(jù)，報表統(tǒng)計與圖形顯示，配置、傳輸參數(shù)、工藝、指令，選擇系統(tǒng)、設(shè)備、通道、電池、變量，技術(shù)人員可以靈活選擇，此處不做限定。
在本發(fā)明的系統(tǒng)技術(shù)方案下，設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)、組網(wǎng)方便、功能配置靈活、具有直流母線能量回饋功能，管理計算機(jī)、不同種類的化成檢測設(shè)備通過以太網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)運(yùn)行，每臺設(shè)備的組成架構(gòu)為由交直流變換器與電網(wǎng)連接、有直流變換器與電池連接，由直流母線把所有的交直流變換器和直流變換器連接一起，組成能量網(wǎng)絡(luò)，可通過直流母線進(jìn)行放電能量回饋利用到充電能量，當(dāng)充放電能量不匹配時又可以與電網(wǎng)進(jìn)行能量交互，實現(xiàn)相當(dāng)于交流母線的能量回饋。設(shè)備內(nèi)部由設(shè)備控制器把所有的變換器集中管理，并橋接到網(wǎng)絡(luò)與管理計算機(jī)組網(wǎng)。
結(jié)合圖1所示，在本發(fā)明的系統(tǒng)技術(shù)方案下，增加新設(shè)備N時，只是在原有系統(tǒng)中簡單增加設(shè)備即可，即第N交直流變換器、第N直流變換器及第N電池，軟件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本上沒有更新要求，非常方便系統(tǒng)擴(kuò)容和擴(kuò)展不同設(shè)備，設(shè)備模塊化設(shè)計和接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，容易實現(xiàn)在線更換設(shè)備或電源模塊，用在線替換法實現(xiàn)最短的故障維修時間，基于統(tǒng)一的平臺技術(shù)方案，更容易實現(xiàn)設(shè)備在系統(tǒng)軟件升級、以及自動校準(zhǔn)等功能。
可選地，所述交流電網(wǎng)接口為220伏交流電網(wǎng)接口，所述直流母線為48伏25安的直流母線，具體不做限定。
可選地，所述總線為CAN總線，采用自行設(shè)計的專用數(shù)據(jù)通信協(xié)議，提高安全性和可靠性。
可選地，所述第一電池和所述第二電池均為動力電池，對于電池的類型不進(jìn)行限定，根據(jù)檢測需要靈活選擇。
下面提供一種實施例中各電氣元件的參數(shù)值，以便更好的理解本方案。
主要技術(shù)指標(biāo):
ACDC交直流變換器：
DCDC直流變換器(5V50A為例)：
DC48V直流母線：
額定電壓 DC48V，5％
響應(yīng)時間 100％負(fù)載，無超調(diào)，20ms
設(shè)備控制器：
帶CAN節(jié)點能力 100節(jié)點/通道，共2通道
上行接口 Ethernet,TCP/IP協(xié)議
系統(tǒng)容量：
化成檢測設(shè)備數(shù)量 不限
設(shè)備通道數(shù)(CAN節(jié)點) 200通道/臺。
采用本方案的電池化成檢測系統(tǒng)，比經(jīng)由交流電網(wǎng)轉(zhuǎn)移減少了兩級交直流變換器環(huán)節(jié)，大大提高了能量利用效率。當(dāng)充電和放電的功率不相匹配時，差額功率由交直流變換器從電網(wǎng)吸收電能或者向電網(wǎng)釋放電能。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括：只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。
以上對本發(fā)明所提供的一種電池化成檢測系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。