本公開涉及使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于補(bǔ)償使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)中的輸出的液流電池的電池控制電路。

背景技術(shù)：

電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池可以通過連接兩個(gè)或更多個(gè)電池并允許電流沿相同方向流動(dòng)而構(gòu)成。

電池可以被分類為在放電時(shí)的不可再充電電池類型和放電后的可再充電電池類型。

近來，隨著電池的大容量應(yīng)用的發(fā)展，已經(jīng)被開發(fā)用作能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ess)以用于在使用可再生能量(諸如智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等)的發(fā)電系統(tǒng)中進(jìn)行輸出補(bǔ)償?shù)匿\溴液流電池具有穩(wěn)定性和價(jià)格競(jìng)爭力。這里，鋅溴液流電池是一種可以在放電后再充電的電池。

鋅溴液流電池具有當(dāng)充電和放電被重復(fù)約6～10次時(shí)應(yīng)執(zhí)行全放電(所謂的清除操作)的特性。這是為了所積累的鋅的均衡分布。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)相對(duì)于鋅溴液流電池執(zhí)行清除操作時(shí)，如果將鋅溴液流電池的電壓降低到預(yù)定水平，則僅通過轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)元件的切換操作(其控制鋅溴液流電池的再充電和放電)的鋅溴液流電池的清除操作失敗。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)的電池控制電路中，電阻器應(yīng)被連接到電池以便執(zhí)行清除操作。

然而，當(dāng)與電阻器連接的電池放電時(shí)，電阻器中生成熱量。在這種情況下，如果安裝散熱器以用于快速和有效地散熱，則電池和電池控制電路的體積增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，即本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路，其能夠防止液流電池的清除操作期間的發(fā)熱、防止電池和電池控制電路的體積增加、并且穩(wěn)定地執(zhí)行相對(duì)于電池的清除操作。

為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本公開的目的，如本文體現(xiàn)和廣泛描述的，提供了一種用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路，該電路包括：液流電池，其利用直流(dc)電能來充電或?qū)Τ潆姷膁c電能放電；dc供電單元，其具有陽極和陰極，并且將所述dc電能供應(yīng)給所述液流電池；第一dc-dc轉(zhuǎn)換器，其被連接在所述dc供電單元和所述液流電池之間，并且所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器具有在兩個(gè)方向上提供電流流動(dòng)路徑的開關(guān)元件，所述兩個(gè)方向包括將所述dc電能從所述dc供電單元供應(yīng)到所述液流電池的第一方向，以及將在所述液流電池中充電的dc電能放電到地面的第二方向；第一電容器，其被串聯(lián)連接到所述液流電池，所述第一電容器以如下方式對(duì)所述液流電池完全放電：當(dāng)對(duì)所述液流電池完全放電時(shí)，跨所述第一電容器兩端的電壓與跨所述液流電池兩端的電壓之和變得高于所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；第二dc-dc轉(zhuǎn)換器，其被連接在所述dc供電單元和所述第一電容器之間，并且具有被切換到將所述dc電能從所述dc供電單元供應(yīng)給所述第一電容器使得所述第一電容器被充電的位置的開關(guān)元件；以及控制器，其控制所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器和所述第二dc-dc轉(zhuǎn)換器，所述控制器控制所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件，以在當(dāng)對(duì)所述液流電池充電和放電的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，在所述第二方向形成所述電流流動(dòng)路徑。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)對(duì)所述液流電池完全放電時(shí)，所述第一電容器的充電電壓高于所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述電池控制電路還包括被并聯(lián)連接到所述第一電容器的旁路開關(guān)，并且當(dāng)對(duì)所述電池充電或放電時(shí)，所述旁路開關(guān)由所述控制器控制到閉合位置。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述電池控制電路還包括被并聯(lián)連接到所述旁路開關(guān)的放電開關(guān)，并且當(dāng)對(duì)在所述第一電容器中充電的電能放電時(shí)，所述放電開關(guān)由所述控制器控制到閉合位置。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述控制器被配置為當(dāng)在所述液流電池被完全放電的時(shí)候所述液流電池的兩端之間的電壓變?yōu)轭A(yù)設(shè)值時(shí)，所述控制器被配置為將所述旁路開關(guān)控制到斷開位置以對(duì)所述第一電容器充電。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述控制器被配置為控制所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件以在所述第二方向上形成所述電流流動(dòng)路徑，并且所述第二dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件被接通，使得所述液流電池的兩端之間的電壓與所述第一電容器的兩端之間的電壓之和被保持為高于所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，以便對(duì)所述液流電池完全放電。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，當(dāng)所述電池被完全放電時(shí)，所述控制器被配置為控制所述旁路開關(guān)被關(guān)斷并且所述放電開關(guān)被接通，以便對(duì)所述第一電容器放電。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，當(dāng)所述第一電容器被放電時(shí)，所述控制器被配置為控制所述旁路開關(guān)被接通、所述放電開關(guān)被關(guān)斷、并且所述第二dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件被關(guān)斷，以便再次對(duì)所述電池充電和放電。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器包括：第一開關(guān)元件，其被連接到所述dc供電單元的陽極側(cè)并提供所述電池的充電路徑；第二開關(guān)元件，其被串聯(lián)連接到所述第一開關(guān)元件并提供所述電池的放電路徑；以及電感器，其一端被連接到其中所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件彼此連接的連接點(diǎn)，以及另一端被連接到所述液流電池，所述電感器允許dc分量的流動(dòng)并阻止ac分量的流動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器被配置為通過所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件的切換操作來對(duì)所述液流電池充電或放電，其中所述控制器被配置為當(dāng)對(duì)所述電池充電時(shí)，控制所述第一開關(guān)元件被接通并且所述第二開關(guān)元件被關(guān)斷，并且其中所述控制器被配置為當(dāng)對(duì)所述電池放電時(shí)，控制所述第二開關(guān)元件被接通并且所述第一開關(guān)元件被關(guān)斷。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述dc供電單元包括：電壓源，其供應(yīng)dc電壓；以及第二電容器，其被并聯(lián)連接到所述電壓源以將來自所述電壓源的dc電壓平滑到恒定電壓并供應(yīng)所述恒定電壓。

附圖說明

被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并被并入并構(gòu)成本公開的一部分的附圖示出了示例性實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

在圖中：

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路的配置的框圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的不包括控制器的電池控制電路的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)的電路圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)配置的電池控制電路的詳細(xì)視圖；并且

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在電池控制電路中控制由控制器執(zhí)行的電池控制電路的清除操作的操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本文公開的實(shí)施例。

參考將在下文中詳細(xì)描述的實(shí)施例以及附圖，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)現(xiàn)那些的方法將是顯而易見的。貫穿本公開，相同/相似的附圖標(biāo)記表示相同/相似的組件。

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路。

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路的配置的框圖。

參考圖1，電池控制電路1可以包括控制電路部分100和控制器80。

控制電路部分100包括直流(dc)供電單元10、第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20、第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30、液流電池(在下文中被稱為電池)40、第一電容器50、旁路開關(guān)60和放電開關(guān)70。

控制器80可以控制控制電路部分100的整體操作，并且可以配置有可以根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的處理程序進(jìn)行操作的諸如微處理器或微計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)裝置。

具體地，控制器80可以控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的切換操作、第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的切換操作、旁路開關(guān)60的切換操作以及放電開關(guān)70的切換操作。

此外，控制器80可以感測(cè)被包括在控制電路部分100中的組件的操作狀態(tài)，并且反映相關(guān)控制操作中的操作狀態(tài)。

dc供電單元10可以向控制電路部分100供應(yīng)dc電力。

第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20包括開關(guān)元件，并且通過開關(guān)元件的切換操作來轉(zhuǎn)換從dc供電單元10輸入的dc電能。優(yōu)選地，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以從dc供電單元10接收dc電能，相對(duì)于接收到的dc電能執(zhí)行dc-dc轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的dc電能供應(yīng)給電池40。

此外，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以配置有升降壓(buck-boost)轉(zhuǎn)換器，并且升降壓轉(zhuǎn)換器可以提升或降低從dc供電單元10輸入的dc電能的電壓。

升降壓轉(zhuǎn)換器可以是雙向轉(zhuǎn)換器。也就是說，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以包括在兩個(gè)方向上提供電流流動(dòng)路徑的開關(guān)元件，即將來自dc供電單元10的dc電能供應(yīng)給電池40的第一方向以及將在電池40中充電的dc電能放電到地面的第二方向。

第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以通過開關(guān)元件的切換操作來提升或降低在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出端處從dc供電單元10供應(yīng)的電壓。

例如，在電池40的電壓為50v、從dc供電單元10供應(yīng)的電壓為50v、并且電池40要被充電的情況下，當(dāng)?shù)谝籨c-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓通過切換第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20被控制為52v時(shí)，可以在電池40中充電2v的電能。

相反，當(dāng)電池40要放電時(shí)，控制器80可以切換第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20，使得第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓變?yōu)?7v。因此，可以從電池40放電3v的電能。

電池40被包括在使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)中，并用作能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ess)以用于發(fā)電機(jī)的輸出補(bǔ)償。

電池40在控制器80的控制下對(duì)從dc供電單元10輸入的電壓進(jìn)行充電或放電。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，電池40可以配置有鋅溴液流電池。

第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以包括開關(guān)元件，并且通過開關(guān)元件的切換操作來轉(zhuǎn)換從dc供電單元10輸入的dc電能。優(yōu)選地，第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以接收來自dc供電單元10的dc電能，相對(duì)于接收到的dc電能執(zhí)行dc-dc轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的dc電能供應(yīng)給第一電容器50。

因此，可以通過第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件的切換控制來控制第一電容器50的充電電壓(在其中充電的電壓)。

此外，第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以提升或降低從輸入dc供電單元10輸入的dc電能的電壓。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以配置有在第一電容器50的充電方向上供應(yīng)dc電能的單向轉(zhuǎn)換器。

第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以通過開關(guān)元件的切換操作來提升或降低在第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的輸出端處從dc供電單元10供應(yīng)的電壓。

被包括在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20和第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30中的開關(guān)元件可以是可以由來自控制器80的控制信號(hào)接通或關(guān)斷的半導(dǎo)體開關(guān)和電源裝置。例如，那些開關(guān)元件可以是晶體管、晶閘管或絕緣柵雙極晶體管(igbt)。

第一電容器50被串聯(lián)連接到電池40，并且用于以跨電池40兩端的電壓與跨第一電容器50兩端的電壓之和變得高于dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓的方式對(duì)電池40完全放電。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)使用了電阻器來進(jìn)行電池40的清除操作，但是在本發(fā)明中，第一電容器50被用于電池40的清除操作。

在不使用電阻器以進(jìn)行電池40的清除操作的情況下，可以獲得沒有發(fā)熱問題的操作效果。

控制器80還可以通過第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20來控制電池40的充電和放電，并且通過第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30來控制第一電容器50的充電電壓。因此，控制器80可以控制電池40中充電的電壓以及在第一電容器50中充電的電壓的總電壓，從而促進(jìn)電池40的清除操作。

旁路開關(guān)60可以根據(jù)控制器80的控制而被接通或關(guān)斷。

旁路開關(guān)60可以被配置為用于對(duì)第一電容器50充電的開關(guān)。

此外，可以根據(jù)旁路開關(guān)60的切換來確定電池40的清除操作時(shí)間點(diǎn)。

放電開關(guān)70可以根據(jù)控制器80的控制而接通或關(guān)斷。

放電開關(guān)70可以配置為用于對(duì)第一電容器50進(jìn)行放電的開關(guān)。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的不包括控制器的電池控制電路的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)的電路圖。

在下文中，將參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的不包括控制器的電池控制電路的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)。

如圖2中示出的，控制電路部分100(其是根據(jù)本發(fā)明的不包括控制器的電池控制電路)具有dc供電單元10、第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20、第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30、電池40、第一電容器50、旁路開關(guān)60和放電開關(guān)70。

如示出的，dc供電單元10包括dc電壓源12和第二電容器14。

dc電壓源12可以配置有從再生能量發(fā)生器(未示出)供應(yīng)的dc電源。

第二電容器14可以通過充電和放電將從dc電壓源12供應(yīng)的dc電壓作為恒定dc電壓供應(yīng)給第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20和第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30。

第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以接收來自dc供電單元10的dc電能，相對(duì)于接收到的dc電能執(zhí)行dc-dc轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的dc電能供應(yīng)給電池40以對(duì)電池40充電。

此外，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20可以將在電池40中充電的dc能量放電到地面。

如上面描述的，第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以從dc供電單元10接收dc電能，相對(duì)于接收到的dc電能執(zhí)行dc-dc轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的dc電能供應(yīng)給第一電容器50。

如圖2中示出的，第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30可以被配置為包括開關(guān)元件31、二極管32和電感器34。

開關(guān)元件31可以配置有單向半導(dǎo)體開關(guān)，諸如具有被連接到dc供電單元10的陽極側(cè)的發(fā)射極的晶體管、被連接到控制器80的基極以及與二極管32反向連接并連接到電感器34的集電極、或具有被連接到dc供電單元10的陽極側(cè)的陽極的晶閘管、被連接到控制器80的柵極以及與二極管32反向連接并連接到電感器34的陰極。

開關(guān)元件31可以配置有并聯(lián)連接的續(xù)流二極管(所謂的回掃二極管)，以在電感器34對(duì)充電的能量進(jìn)行放電時(shí)消耗充電的能量。

二極管32是當(dāng)開關(guān)元件31處于on狀態(tài)時(shí)用于允許來自dc供電單元10的dc電流流向電感器34并阻止dc電流流向地面的阻塞二極管。

電感器34允許dc分量的流動(dòng)并阻止交流(ac)分量的流動(dòng)，并且當(dāng)開關(guān)元件31處于on狀態(tài)時(shí)，將dc能量從dc供電單元10供應(yīng)給第一電容器50。

如上描述的，在控制器80的控制下，電池40可以對(duì)來自dc供電單元10的dc電能進(jìn)行充電，或者對(duì)充電的電能進(jìn)行放電。

如上描述的，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，電池40可以被配置作為鋅溴液流電池。

在圖2中，附圖標(biāo)記42表示限流電阻器。

第一電容器50被串聯(lián)連接到電池40，并且用于以跨電池40兩端的電壓與跨第一電容器50兩端的電壓之和高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓的方式對(duì)電池40完全放電。

旁路開關(guān)60被并聯(lián)連接到第一電容器50。更具體地，旁路開關(guān)60的一端被連接到第一電容器50的陽極側(cè)，并且另一端被連接到地面。

在除了第一電容器50的充電時(shí)段之外的時(shí)段期間，旁路開關(guān)60可以由控制器80控制到閉合位置，以將通過電感器34供應(yīng)的dc電流旁路到地面。

放電開關(guān)70被并聯(lián)連接到旁路開關(guān)60。當(dāng)在第一電容器50中充電的電能被放電時(shí)，由控制器80將放電開關(guān)70控制到閉合位置，以將在第一電容器50中充電的電能放電到地面。此時(shí)，旁路開關(guān)60由控制器80控制以被切換到斷開位置。

在圖2中，在靠近旁路開關(guān)60的位置處被串聯(lián)連接到放電開關(guān)70的電阻器72是限流電阻器，用于限制從第一電容器50放電的電流。

在下文中，將參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路的操作。

控制器80控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20，使得當(dāng)對(duì)電池40充電和放電的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，電池40執(zhí)行清除操作。

當(dāng)電池40的充電和放電被重復(fù)執(zhí)行時(shí)，預(yù)設(shè)次數(shù)可以是根據(jù)用戶設(shè)置開始電池40的清除操作的次數(shù)。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，電池40的一次充電和一次放電可以被設(shè)置為一個(gè)周期，并且預(yù)設(shè)次數(shù)可以優(yōu)選被設(shè)置為6到10個(gè)周期之一。也就是說，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)電池40的充電/放電達(dá)到6個(gè)周期時(shí)，控制器80可以控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20執(zhí)行放電操作。

當(dāng)對(duì)電池40充電時(shí)，被包括在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20中的開關(guān)元件在控制器80的控制下操作以在第一方向上提供電流流動(dòng)路徑，使得dc能量從dc供電單元10被供應(yīng)以在電池40中充電。

當(dāng)對(duì)電池40放電時(shí)，被包括在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20中的開關(guān)元件在控制器80的控制下操作以在第二方向上提供電流流動(dòng)路徑，使得dc能量從電池40被放電到地面。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，由于第一電容器50被串聯(lián)連接到電池40，當(dāng)電池40被完全放電時(shí)(即當(dāng)電池40被清除時(shí))，在跨電池40兩端的電壓(充電電壓)與跨第一電容器50兩端的電壓(充電電壓)之和高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓的時(shí)候電池40繼續(xù)對(duì)能量放電。

此外，為了對(duì)電池40完全放電，控制器80可以控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的開關(guān)元件，以在第二方向上形成電流流動(dòng)路徑，并且控制第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件被接通，使得跨電池40兩端的電壓與跨第一電容器50兩端的電壓之和高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓。

由于跨電池40兩端的電壓(充電電壓)與跨第一電容器50兩端的電壓(充電電壓)之和應(yīng)保持高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓以便對(duì)電池40完全放電，需要將跨第一電容器50兩端的電壓(充電電壓)保持為超過預(yù)定電壓。因此，控制器80控制旁路開關(guān)60被關(guān)斷，并且第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件31被接通，以便對(duì)第一電容器50充電。

因此，當(dāng)電池40繼續(xù)執(zhí)行放電操作時(shí)，可以通過第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件31和電感器34將來自dc供電單元10的dc電流供應(yīng)給第一電容器50，并且電能可以在第一電容器50中被充電。

由于一般電池的特性，當(dāng)電池的電能下降至在電池的完全充電狀態(tài)下的電能的20％時(shí)，跨電池兩端的電壓(充電電壓)變低，并且這使得難以對(duì)電池完全放電。

然而，在根據(jù)本發(fā)明的電池控制電路中，可以控制第一電容器50的電壓(充電電壓)，使得跨電池40兩端的電壓(充電電壓)與跨第一電容器50兩端的電壓(充電電壓)之和高于第一電容器50的輸出電壓。因此，根據(jù)本發(fā)明的電池控制電路可以甚至對(duì)電池40中剩余的電能的20％(％)進(jìn)行完全放電。

在電池40被完全放電時(shí)，當(dāng)旁路開關(guān)60被切換到on位置時(shí)，大電流可能損壞旁路開關(guān)60。因此，控制器80對(duì)第一電容器50進(jìn)行放電。此時(shí)，當(dāng)控制器80將旁路開關(guān)60控制到關(guān)斷位置并且將放電開關(guān)70控制到接通位置時(shí)，在第一電容器50中充電的電能被放電，并且由限流電阻器72來限制放電電流，從而防止對(duì)放電開關(guān)70的損壞。

為了再次對(duì)電池40進(jìn)行充電和放電，控制器80將旁路開關(guān)60控制到接通位置(所謂的閉合位置)，并且將放電開關(guān)70控制到關(guān)斷位置(所謂的斷開位置)并且將第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件31控制到關(guān)斷位置。

在下文中，參考圖3給出描述，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第一轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)配置。

圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的電池控制電路不同于圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的電池控制電路，僅在于根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)被示出。

因此，為了避免冗余描述，將僅給出第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)配置和操作的描述，并且將省略對(duì)其他組件和操作的描述。

在圖3中，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20包括第一開關(guān)元件22、第二開關(guān)元件24和電感器26。

第一開關(guān)元件22被連接到dc供電單元10，特別地被連接到電壓源12的陽極側(cè)。

第二開關(guān)元件24被串聯(lián)連接到第一開關(guān)元件22。

電感器26的一端被連接到第一開關(guān)元件22和第二開關(guān)元件24彼此連接所處的連接點(diǎn)，并且另一端被連接到電池40。電感器26可以允許dc分量的流動(dòng)，并且阻止ac分量的流動(dòng)。因此，可以通過電感器26將dc電流從dc供電單元10供應(yīng)給電池40。

在下文中，將描述第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的操作。

當(dāng)對(duì)電池40充電時(shí)，被包括在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20中的第一開關(guān)元件22在控制器80的控制下操作以提供第一方向上的電流流動(dòng)路徑，使得dc能量從dc供電單元10被供應(yīng)至電池40中。

當(dāng)對(duì)電池40放電包括對(duì)電池40完全放電的情況時(shí)，在被包括在第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20中的控制器80的控制下，第一開關(guān)元件22被切換到斷開位置(或關(guān)斷位置)，并且第二開關(guān)元件24被控制到閉合位置(或接通位置)。因此，提供第二方向上的電流流動(dòng)路徑，并且從而將dc能量從電池40放電到地面。

同時(shí)，圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的由電池控制電路執(zhí)行的控制電池的清除操作的操作的流程圖。在下文中，將參考圖4以及圖1至圖3給出描述。

當(dāng)電池的充電和放電次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，控制器80控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的開關(guān)元件在第二方向上形成電流流動(dòng)路徑，使得電池40的清除操作(完全放電)開始(s1)。

當(dāng)在電池40的放電操作期間跨電池40兩端的電壓等于預(yù)設(shè)電壓(例如，完全充電電壓的20％)時(shí)，控制器80控制旁路開關(guān)60被關(guān)斷并且第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件31被接通，以便對(duì)第一電容器50充電(s2)。

因此，跨被串聯(lián)連接到第一電容器50的電池40兩端的電壓與跨第一電容器50兩端的電壓之和保持高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓，在電池40中充電的電能可以通過第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的第二開關(guān)元件24被完全放電到地面。

控制器80可以確定電池40是否完全放電。這可以在控制器80接收由被連接到電池40兩端的電壓檢測(cè)傳感器(分流電阻器、電位變壓器等)(未示出)檢測(cè)到的電壓的情況下被執(zhí)行。

當(dāng)電池40完全放電時(shí)，控制器80控制旁路開關(guān)60被關(guān)斷，并且放電開關(guān)70被接通，以便對(duì)第一電容器50放電(s3)。

當(dāng)放電開關(guān)70被接通時(shí)，在來自第一電容器50的放電電流被限流電阻72限制的同時(shí)充電的電能可以被放電到地面。

當(dāng)?shù)谝浑娙萜?0被放電時(shí)，控制器80可以控制第二dc-dc轉(zhuǎn)換器30的開關(guān)元件31被關(guān)斷、旁路開關(guān)60被接通、并且放電開關(guān)70被關(guān)斷，以便重啟對(duì)電池40的充電和放電(s4)。

可以由被預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的處理程序來執(zhí)行上面描述的控制器的控制操作。

如上面描述的，根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路可以將第一電容器50串聯(lián)連接到電池40，并且保持跨電池40兩端的電壓與跨第一電容器50兩端的電壓之和高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器20的輸出電壓，這可以導(dǎo)致促進(jìn)電池40的完全放電、即清除操作。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，當(dāng)電池完全放電時(shí)，可以將第一電容器的充電電壓控制為保持高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，從而促進(jìn)電池的完全放電。

根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路還可以包括旁路開關(guān)，其被并聯(lián)連接到第一電容器，并且在當(dāng)對(duì)電池充電或放電時(shí)由控制器控制到閉合位置。因此，可以快速執(zhí)行電池的充電或放電操作。

根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路還可以包括放電開關(guān)。因此，控制器可以將放電開關(guān)控制到閉合位置，以對(duì)在第一電容器中充電的電能進(jìn)行放電。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，當(dāng)跨電池兩端的電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，控制器可以將旁路開關(guān)控制到斷開位置。因此，可以在沒有旁路開關(guān)側(cè)的損失的情況下獲得dc電流可以從dc供電單元供應(yīng)給第一電容器的效果。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，在電池放電期間，控制器可以以控制第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件在第二方向(放電方向)上形成電流流動(dòng)路徑并且控制第二dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件被接通的方式來控制要被充電的第一電容器。因此，可以將跨電池兩端的電壓與跨第一電容器兩端的電壓之和保持高于第一dc-dc轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，這可以導(dǎo)致對(duì)在電池中充電的電能完全放電。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，當(dāng)電池完全放電時(shí)，控制器可以控制旁路開關(guān)被關(guān)斷并且放電開關(guān)被接通。因此，可以防止旁路開關(guān)由于在電容器放電時(shí)流向旁路開關(guān)的大電流而引起損壞。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鞅环烹姇r(shí)，控制器可以控制旁路開關(guān)被接通、放電開關(guān)被關(guān)斷、并且第二dc-dc轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件被關(guān)斷。這可以提供再次準(zhǔn)備對(duì)電池的充電和放電的效果。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，第一dc-dc轉(zhuǎn)換器包括：第一開關(guān)元件，其被連接到dc供電單元的陽極側(cè)，并且提供電池的充電路徑；第二開關(guān)元件，其被串聯(lián)連接第一開關(guān)元件并提供電池的放電路徑；以及電感器，其一端被連接到第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件彼此連接所在的連接點(diǎn)，并且另一端被連接到電池，以便允許dc分量的流動(dòng)并阻止ac分量的流動(dòng)。因此，電池可以通過第一開關(guān)元件被充電并通過第二開關(guān)元件被放電，并且還可以向電池提供通過電感器從其中去除了ac分量的純dc分量。

在根據(jù)本發(fā)明的用于使用可再生能量的發(fā)電系統(tǒng)的電池控制電路中，dc供電單元可以包括用于供應(yīng)dc電壓的電壓源和第二電容器，使得來自電壓源的dc電壓可以被平滑化并作為恒定電壓被供應(yīng)。