[发明专利]一种电池充放电系统

权利要求书

1.一种电池充放电系统,包括：N个蓄电池模块、一个开关模块、N个双向DC/AC模块、负载、电源；所述N个蓄电池模块中的每个蓄电池模块包括一个蓄电池本体以及分别与该蓄电池本体的正、负极连接的正、负电池连接端子，所述正、负电池连接端子分别连接所述开关模块一侧的正、负开关端子；

所述N个双向DC/AC模块中的每个双向DC/AC模块包括双向DC/AC模块本体以及分别与该双向DC/AC模块本体一侧的正、负极连接的正、负DC/AC端子，所述正、负DC/AC端子分别连接所述开关模块另一侧的正、负开关端子；双向DC/AC模块本体之间串联连接；所述负载、电源的高电位、低电位端子分别与第一个双向DC/AC模块本体另一侧的高电位端子、第N个双向DC/AC模块本体另一侧的低电位端子连接；

所述开关模块包括N对单刀N掷开关，1对单刀N掷开关包括正单刀N掷开关和负单刀N掷开关，所述正单刀N掷开关和负单刀N掷开关的动触点分别连接所述开关模块一侧的正、负开关端子，所述正单刀N掷开关的N个静触点分别连接所述开关模块另一侧的N个正开关端子，所述负单刀N掷开关的N个静触点分别连接所述开关模块另一侧的N个负开关端子；

该系统还包括一个蓄电池电压检测装置，其被配置为，在N个蓄电池模块都没有被使用的情况下，即N个蓄电池模块既没有被充电也没有放电，依次与每个蓄电池模块的正、负电池连接端子连接进而检测每个蓄电池模块中蓄电池本体的电压；

该系统还包括N套转换器属性检测装置，N套转换器属性检测装置与N个双向DC/AC模块一一对应设置；一套转换器属性检测装置包括一个电压检测器、一个电流检测器、一个延时计时器，电压检测器检测双向DC/AC模块本体一侧的正、负极之间的电压和另一侧高电位、低电位之间的电压，电流检测器检测双向DC/AC模块本体一侧正极上的电流和另一侧高电位上的电流，延时计时器检测双向DC/AC模块本体一侧或另一侧输出电力的时间；

当存在负载且负载需要电力供应时，控制器同时发出触发信号和启动清零信号，所述触发信号被用于控制所有单刀N掷开关的动触点闭合在其静触点上进而使得N个蓄电池模块与N个双向DC/AC模块一一对应连接，即使得每个蓄电池本体通过两个单刀N掷开关与一个双向DC/AC模块本体连接，电力从蓄电池本体通过单刀N掷开关传输给双向DC/AC模块本体；所述启动清零信号被用于控制延时计时器与双向DC/AC模块本体的另一侧连接并控制延时计时器启动清零并开始计时，由于双向DC/AC模块本体存在响应时间，即电力从双向DC/AC模块本体的一侧输入与电力从双向DC/AC模块本体的另一侧输出之间存在时间差，与双向DC/AC模块本体另一侧连接的延时计时器在检测到双向DC/AC模块本体另一侧存在电压且持续一定时间时不再计时，得到表现一双向DC/AC模块工作延时的计时数值T；

当在双向DC/AC模块本体的另一侧存在电压且持续一定时间时，控制器首先控制电压检测器、电流检测器分别测量双向DC/AC模块本体一侧的电压、电流，并根据该电压、电流计算输入功率，即输入功率为该电压和电流的乘积，再控制上述电压检测器、电流检测器分别测量双向DC/AC模块本体另一侧的电压、电流，并根据该电压、电流计算输出功率，即输出功率为该电压的幅值、电流的幅值以及该电压、电流相角差的余弦值三者的乘积，控制器进而计算输出功率与输入功率的比值，得到表现一双向DC/AC模块工作效率的转换率数值u；

控制器根据转换率数值u以及计时数值T计算得到表征一双向DC/AC模块工作性能的指标D，D的计算公式为：Di＝-a1*ui/umax+a2*Ti/Tmax，其中，a1、a2是权重系数，i＝1、……、N，ui是第i个双向DC/AC模块的转换率数值，Ti是第i个双向DC/AC模块的计时数值， umax是N个转换率数值中最大的转换率数值，Tmax是N个计时数值中最大的计时数值；

控制器按照蓄电池本体电压从高到低的顺序对N个蓄电池模块进行排序，形成蓄电池序列，控制器还按照指标D从高到低的顺序对N个双向DC/AC模块进行排序，形成双向DC/AC模块序列，得到从蓄电池序列到双向DC/AC模块序列的从前到后顺序的一一对应映射，控制器根据映射关系确定开关模块中每个单刀N掷开关的连接位置，并在下次N个蓄电池模块被使用且处于放电时，设置2N个单刀N掷开关按照所述的连接位置进行动作；

当存在电源且蓄电池模块需要电力供应时，控制器同时发出触发信号和启动清零信号，所述触发信号被用于控制所有单刀N掷开关的动触点闭合在其1个静触点上进而使得N个蓄电池模块与N个双向DC/AC模块一一对应连接，即使得每个蓄电池本体通过两个单刀N掷开关与一个双向DC/AC模块本体连接，电力从电源通过双向DC/AC模块本体、单刀N掷开关传输给蓄电池本体；所述启动清零信号被用于控制延时计时器与双向DC/AC模块本体的一侧连接并控制延时计时器启动清零并开始计时，由于双向DC/AC模块本体存在响应时间，即电力从双向DC/AC模块本体的另一侧输入与电力从双向DC/AC模块本体的一侧输出之间存在时间差，与双向DC/AC模块本体一侧连接的延时计时器在检测到双向DC/AC模块本体一侧存在电压且持续一定时间时不再计时，得到表现一双向DC/AC模块工作延时的计时数值t；

当在双向DC/AC模块本体的一侧存在电压且持续一定时间时，控制器首先控制电压检测器、电流检测器分别测量双向DC/AC模块本体另一侧的电压、电流，并根据该电压、电流计算输入功率，即输入功率为电压的幅值、电流的幅值和该电压、电流相位差的余弦值三者的乘积，再控制上述电压检测器、电流检测器分别测量双向DC/AC模块本体一侧的电压、电流，并根据该电压、电流计算输出功率，即输出功率为该电压和电流的乘积，控制器进而计算输出功率与输入功率的比值，得到表现一双向DC/AC模块工作效率的转换率数值U；

控制器根据转换率数值U以及计时数值t计算得到表征一双向DC/AC模块工作性能的指标d，d的计算公式为：di＝-a1*Ui/Umax+a2*ti/tmax，其中，a1、a2是权重系数，i＝1、……、N，Ui是第i个双向DC/AC模块的转换率数值，ti是第i个双向DC/AC模块的计时数值，Umax是N个转换率数值中最大的转换率数值，tmax是N个计时数值中最大的计时数值；

控制器按照蓄电池电压从高到低的顺序对N个蓄电池模块进行排序，形成蓄电池序列，控制器还按照指标d从高到低的顺序对N个双向DC/AC模块进行排序，形成双向DC/AC模块序列，得到从蓄电池序列到双向DC/AC模块序列的从前到后顺序的一一对应映射，控制器根据映射关系确定开关模块中每个单刀N掷开关的连接位置，并在下次N个蓄电池模块被使用且处于充电时，设置2N个单刀N掷开关按照所述的连接位置进行动作。