[发明专利]一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备

说明书

本发明公开了一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备，多个电芯组成的蓄电池组、低压直流电源及能量路由器，当串联的某一个电芯存在电压太低或电量不足时，将该电芯两端连接的两个输出接口为该电芯进行单独的实时充放电；另外本发明还提出一种新型的能量路由器结构。本发明首先提出通过能量路由器的一对多方式，将低压直流电源的电力及时补充到蓄电池包中的某一电芯两端，一方面用于替代该电芯从而为整个输电过程补充不足的电量，另一方面也为该电芯进行实时不停机的充电过程，该过程解决了串联组中的某一个电芯存在电压过低或电量不足的难题；本能量路由器仅通过提升和旋转转动座就能实现电芯的快速精准切换，具有可推广性和较大的市场价值。

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，尤其涉及一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备。

背景技术

随着新能源发电及绿色能源车的大范围推广使用，对电池储能系统的性能稳定性要求越来越高。尤其对于一个蓄电池包往往有多个电芯进行串联高压放电，在使用过程往往会存在串联组中的某一个电芯存在电压过低或电量不足的现象。

现有的解决方法是停机，并取出该蓄电池包（或其他形式的储电结构），充满电后再用；如不停机则需要快速找到该电芯并对其进行接线充电后再使用。以上解决方法都没有解决电芯运行过程的实时在线补能不足的问题。

另一方面，能量路由技术的概念为解决以上问题提供了可能性。所谓电能路由器是指一种可实现能量的多向流动能力和对功率流的主动控制的设备；作为配电网中分布式电源、无功补偿设备、储能设备、负荷等的智能接口，应该在保证电能质量的前提下，灵活地管理区域电网内部及整个配电网中的动态电能。与信息技术的融合使电能路由器拥有通讯和智能决策能力，可根据网络运行状态以及用户和控制中心的指令，实现对电力网络能量流的主动管理。

基于以上研究分析，本发明试图提出一种可在线实时、精准且有效充放电的补能设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备，多个串联放电的电芯组成的蓄电池组、用于给电芯补能的低压直流电源以及用于连接低压直流电源与蓄电池组的能量路由器，能量路由器设有一个输入接口和多个输出接口，能量路由器的输入接口与低压直流电源的输出端口连接，低压直流电源的输入端口与外部电源连接；

能量路由器的任一输出接口均带有一个单向开关，单向开关的另一端与通过动作机构与能量路由器的输入接口的一极连接或断开， 输出接口的总数量比蓄电池组的电芯数量多一个，且两个相邻的输出接口通过电线分别连接其中一个电芯的正负极两端，即形成输出接口-电芯-输出接口-电芯的间隔分布结构；

当串联的某一个电芯存在电压太低或电量不足时，将该电芯两端连接的两个输出接口的单向开关合上，通过动作机构将输入接口的正负极分别与该两个输出接口连接，从而为该电芯进行单独的实时充放电，从而保证整个蓄电池的电能输出稳定性。

优选地，低压直流电源的输入端口为直流电压24V，输出端口电压为直流电压3.7V。符合单个锂电池电芯的供电电压要求，从整个蓄电池讲，放电时低压直流电源取代单个电芯进入整个串联放电电路中，同时低压直流电源和该单个电芯形成单独的充电回路，为该电芯进行充电，从而在补能的过程中不需要进行停工取出整个蓄电池进行补能后再使用，大大提高蓄电池的有效使用时长、减少意外停工造成的损失。

为了使前述的一种基于能量路由技术的电芯补能充电设备更好地应用，本发明还对能量路由器的具体结构进行设计，具体结构如下：