[发明专利]一种电池串联双向充放电装置及其工作方法

说明书

本发明旨在提供一种结构简单、满足换电站对电池模组的充/放电需求，提高充/放电效率、降低投资成本的电池串联双向充放电装置及该装置的工作方法。电池串联双向充放电装置包括双向AC/DC主模块、第一辅助单向AC/DC充电模块、第二辅助单向AC/DC充电模块、第一电池模组和第二电池模组，双向AC/DC主模块接电网并对两个电池模组进行充电，第一辅助单向AC/DC充电模块、第二辅助单向AC/DC充电模块对两个电池模组辅助充电同时控制两个电池模组放电；电池串联双向充放电装置的工作方法包括充电模式和放电模式，充电模式为电网对两个电池模组充电，放电模式为两个电池模组对电网放电。本发明可应用于快速充电的技术领域。

技术领域

本发明涉及快速充电的技术领域，特别涉及一种电池串联双向充放电装置及其工作方法。

背景技术

现有电动汽车换电站中对电池模组只有充电功能无放电功能，且充电机数量较多、用电容量大，一般采用从中压10kV/35kV或其它电压等级经变压器变为低压AC400V后给充电机供电。充电机均采用自带PFC的隔离型AC/DC整流模块组合成大功率充电机后给电池模组充电，原理框图如图1所示。目前由于用于换电的电池模组电压较低，一般为DC300V-DC750V，所有AC/DC模块均为低压大电流充电，充电效率较低，且不能向电网放电，不能充分利用电池模组在闲置时的使用价值，影响换电站投资回报效益，严重制约着换电站的发展。

而如何在满足换电站基本功能的情况下，充分利用电池模组闲置时的价值，提升换电站投资回报率，采用一种新的充电架构，提高充电效率、降低换电站建设及运营成本是企业所要解决的问题之一。另外，由于大量退役的电动汽车电池模组其技术参数、性能差异较大，如何将退役电池模组梯次利用到储能中，提升退役电池模组的剩余价值，也是企业所要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、满足换电站对电池模组的充/放电需求，提高充/放电效率、降低投资成本的电池串联双向充放电装置，同时还提供了该装置的工作方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明所述的一种电池串联双向充放电装置包括双向AC/DC主模块、第一辅助单向AC/DC充电模块、第二辅助单向AC/DC充电模块、第一电池模组和第二电池模组，所述双向AC/DC主模块的输入端与交流电网连接；

所述双向AC/DC主模块的输出正极与第一电池模组的正极连接，所述双向AC/DC主模块的输出负极与第二电池模组的负极连接，所述双向AC/DC主模块用于给第一电池模组和第二电池模组串联进行充/放电；

所述第一电池模组的负极与第二电池模组的正极串联后组成串联支路，所述第一辅助单向AC/DC充电模块的输入端与交流电网连接，所述第一辅助单向AC/DC充电模块输出的正极与所述第一电池模组正极连接，所述第一辅助单向AC/DC充电模块输出的负极与所述第一电池模组的负极及所述第二电池模组的正极连接；

所述第二辅助单向AC/DC充电模块的输入端与交流电网连接，所述第二辅助单向AC/DC充电模块输出的正极与所述第二电池模组的正极连接，所述第二辅助单向AC/DC充电模块输出的负极与所述第二电池模组的负极连接。

进一步，所述第一电池模组和第二电池模组均通过若干块单体电池组成。

进一步，所述双向AC/DC主模块为非隔离型双向AC/DC模块。

进一步，所述第一辅助单向AC/DC充电模块和第二辅助单向AC/DC充电模块为单向隔离型AC/DC模块。

本发明所述的一种电池串联双向充放电装置的工作方法包括充电模式和放电模式，所述充电模式包括如下步骤：步骤C1、在所述双向AC/DC主模块对串联的第一电池模组和第二电池模组进行充电期间，所述第一辅助单向AC/DC充电模块和所述第二辅助单向AC/DC充电模块根据所述第一电池模组和所述第二电池模组的剩余电量SOC情况，分别给所述第一电池模组、所述第二电池模组进行补充充电。