应用于梯次利用储能的汇流配能充放电系统的制作方法

1.本实用新型涉及退役电池技术领域，具体为应用于梯次利用储能的汇流配能充放电系统。


背景技术：

2.随着新能源技术的规模化应用，光伏、风电等能源的间歇性和不稳定性的特点愈发得到重视。为了提高新能源发电系统的电能质量，根据现有技术可在发电侧并入储能系统，从而改善新能源发电的消纳困境。现有的梯次利用储能系统存在诸多技术瓶颈。由于退役电池的种类和型号繁杂，pack内各模组、单体的性能一致性较差，因此，现有的梯次利用储能系统，不仅无法兼容种类繁杂的退役电池，而且难以精准协调均衡各模组的服役状态，使退役电池的利用率和服役寿命有所折损。
3.现有技术的缺点：
4.(1)退役电池单体的性能(内阻、容量)一致性很差，筛选和重配组的过程较为繁琐，且配组后的电池包容易出现倍率和soc不均衡，导致二次服役寿命较短，退役电池梯次利用效率偏低。
5.(2)退役电池种类、型号繁杂，现有梯次利用方案对电池类别的兼容性差，不同型号、种类的电池不能通过串并联配组的方式进行配组。无法配组的电池将无法被梯次利用，导致梯次利用率偏低。
6.(3)梯次利用电池处于寿命中后期，其性能与新电池差异显著，传统电池管理系统尚未考虑电池老化后的内阻与容量及其衰减特性，无法最大化发挥退役电池的剩余价值。
7.(4)退役电池包内的各个电池模组通过直接串并联的形式配组，无法依据实时反馈抑制电池失衡。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供应用于梯次利用储能的汇流配能充放电系统，以解决上述背景技术中提出由于退役电池的种类和型号繁杂，pack内各模组、单体的性能一致性较差，因此，现有的梯次利用储能系统，不仅无法兼容种类繁杂的退役电池，而且难以精准协调均衡各模组的服役状态，使退役电池的利用率和服役寿命有所折损的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：应用于梯次利用储能的汇流配能充放电系统，包括第一双向柔性直流变换电路、第二双向柔性直流变换电路、第三双向柔性直流变换电路和第四双向柔性直流变换电路，所述第一双向柔性直流变换电路通过总线与第二双向柔性直流变换电路之间电性连接，且第二双向柔性直流变换电路通过总线与第三双向柔性直流变换电路之间电性连接，并且第三双向柔性直流变换电路通过总线与第四双向柔性直流变换电路之间电性连接。
10.优选的，所述第一双向柔性直流变换电路包括电阻r8、电阻r7、电阻r6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、集成电路u4、集成电路u2、开关k1、三极管q3、三极管q2、三极管q1、数字隔离
器、电容c1、电容c2、二极管d1、5v稳压模块和12v稳压模块，所述电阻r1与三极管q2之间通过导线电性并联连接，且三极管q1与电阻r3之间通过导线电性并联连接，并且电容c2与二极管d1 之间通过导线电性并联连接。
11.优选的，所述第二双向柔性直流变换电路包括电阻r16、电阻r15、电阻 r14、电阻r1、电阻r2、电阻r9、电阻r11、电阻r10、集成电路u8、集成电路u5、集成电路u6、开关k2、三极管q6、三极管q4、三极管q5、数字隔离器、1v稳压模块、11v稳压模块、电容c3、电容c4和二极管d2，所述电阻r9与三极管q5之间通过导线电性并联连接，且三极管q4与电阻r11之间通过导线电性并联连接，并且电容c4与二极管d2之间通过导线电性并联连接。
12.优选的，所述第三双向柔性直流变换电路包括电阻r24、电阻r23、电阻 r22、电阻r1、电阻r2、电阻r17、电阻r18、电阻r19、集成电路u12、集成电路u9、集成电路u10、开关k3、三极管q9、三极管q8、三极管q7、数字隔离器、2v稳压模块、12v稳压模块、电容c5、电容c6和二极管d3，所述电阻r17与三极管q8之间通过导线电性并联连接，且三极管q7与电阻r19 之间通过导线电性并联连接，并且电容c6与二极管d3之间通过导线电性并联连接。
13.优选的，所述第四双向柔性直流变换电路包括电阻r32、电阻r30、电阻 r31、电阻r1、电阻r2、电阻r25、电阻r26、电阻r27、集成电路u12、集成电路u9、集成电路u10、开关k4、三极管q16、三极管q13、三极管q14、数字隔离器、3v稳压模块、4v稳压模块、电容c7、电容c8和二极管d4，所述电阻r25与三极管q11之间通过导线电性并联连接，且三极管q10与电阻 r27之间通过导线电性并联连接，并且电容c8与二极管d4之间通过导线电性并联连接。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本系统创新性地采用了程序控制的柔性双向直流变换器作为汇流配能模块，该系统对不同性能的电池的兼容性极强，能够广谱适配各类动力/储能电池，解除了电池种类、性能差异对梯次利用率的制约；通过程序控制，能够对各模组的电流倍率和soc进行独立调控，从而提高了系统的灵活性和鲁棒性。
16.1、改变现有将电池模组串并联的集电方式，采用双向柔性直流变换器汇集各个电池模组的电能，能够在测量反馈下，根据程序决策灵活地对各个电池单体/模组的电流倍率和soc进行独立调控，从而协调优化电池包整体的运行状态。
17.2、本系统对电池的兼容性极强，不限性能参数电压平台、容量、内阻等，广谱适配各类动力/储能电池，包括不同比能量、比功率以及各种电压平台的电池。
18.3、无需对电池模组进行配组，本系统对各个电池模组的性能一致性没有限制，不同性能的电池模组可以配入同一电池包内。
19.4、可以通过程序独立控制各个电池的循环深度，从而延长梯次利用电池的剩余使用寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型全局电路示意图；
21.图2为本实用新型第一双向柔性直流变换电路放大示意图；
22.图3为本实用新型柔性直流变换示意图。
23.图中：1、第一双向柔性直流变换电路；2、第二双向柔性直流变换电路； 3、第三双向柔性直流变换电路；4、第四双向柔性直流变换电路。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1
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3，本实用新型提供一种技术方案：应用于梯次利用储能的汇流配能充放电系统，包括第一双向柔性直流变换电路1、第二双向柔性直流变换电路2、第三双向柔性直流变换电路3和第四双向柔性直流变换电路4，第一双向柔性直流变换电路1通过总线9与第二双向柔性直流变换电路2之间电性连接，且第二双向柔性直流变换电路2通过总线8与第三双向柔性直流变换电路3之间电性连接，并且第三双向柔性直流变换电路3通过总线7与第四双向柔性直流变换电路4之间电性连接，第一双向柔性直流变换电路1 包括电阻r8、电阻r7、电阻r6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、集成电路u4、集成电路u2、开关k1、三极管q3、三极管q2、三极管q1、数字隔离器、电容c1、电容c2、二极管d1、5v稳压模块和12v稳压模块，电阻r1与三极管 q2之间通过导线电性并联连接，且三极管q1与电阻r3之间通过导线电性并联连接，并且电容c2与二极管d1之间通过导线电性并联连接，第二双向柔性直流变换电路2包括电阻r16、电阻r15、电阻r14、电阻r1、电阻r2、电阻r9、电阻r11、电阻r10、集成电路u8、集成电路u5、集成电路u6、开关 k2、三极管q6、三极管q4、三极管q5、数字隔离器、1v稳压模块、11v稳压模块、电容c3、电容c4和二极管d2，电阻r9与三极管q5之间通过导线电性并联连接，且三极管q4与电阻r11之间通过导线电性并联连接，并且电容 c4与二极管d2之间通过导线电性并联连接，第三双向柔性直流变换电路3包括电阻r24、电阻r23、电阻r22、电阻r1、电阻r2、电阻r17、电阻r18、电阻r19、集成电路u12、集成电路u9、集成电路u10、开关k3、三极管q9、三极管q8、三极管q7、数字隔离器、2v稳压模块、12v稳压模块、电容c5、电容c6和二极管d3，电阻r17与三极管q8之间通过导线电性并联连接，且三极管q7与电阻r19之间通过导线电性并联连接，并且电容c6与二极管d3 之间通过导线电性并联连接，第四双向柔性直流变换电路4包括电阻r32、电阻r30、电阻r31、电阻r1、电阻r2、电阻r25、电阻r26、电阻r27、集成电路u12、集成电路u9、集成电路u10、开关k4、三极管q16、三极管q13、三极管q14、数字隔离器、3v稳压模块、4v稳压模块、电容c7、电容c8和二极管d4，电阻r25与三极管q11之间通过导线电性并联连接，且三极管q10 与电阻r27之间通过导线电性并联连接，并且电容c8与二极管d4之间通过导线电性并联连接。
26.本系统创新性地采用了程序控制的柔性双向直流变换器作为汇流配能模块，该系统对不同性能的电池的兼容性极强，能够广谱适配各类动力/储能电池，解除了电池种类、性能差异对梯次利用率的制约；通过程序控制，能够对各模组的电流倍率和soc进行独立调控，从而提高了系统的灵活性和鲁棒性；改变现有将电池模组串并联的集电方式，采用双向柔性直流变换器汇集各个电池模组的电能，能够在测量反馈下，根据程序决策灵活地对各个电池单体/模组的电流倍率和soc进行独立调控，从而协调优化电池包整体的运行状态；本系统对电池的兼容性极强，不限性能参数电压平台、容量、内阻等，广谱适配各类动力/储能电池，包括不同比能量、比功率以及各种电压平台的电池；无需对电池模组进行配组，本系统对各个电池模组的性能一致性没有限制，不同性能的电池模组可以配入同一电池包内；可以通过程序独立控制各个电池的循环深度，从而延长梯次利用电池的剩余使用寿命。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。