[發明專利]串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統及方法

有效

• 申請號: 201210084375.1
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103368268A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陳樂茵;鄭家偉;葉遠茂;田宏國
• 申請（專利權）人: 無錫富洪科技有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/00
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;周惠來

1.一種串聯儲能元件組的電壓主動均衡方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟a：使串聯儲能元件組中的每個儲能元件單體均并聯一開關電容，檢測每個儲能元件單體的電壓，當檢測到某個儲能元件單體的輸出電壓高于單體平均電壓時，啟動與該儲能元件單體并聯的開關電容并對該開關電容充電；

步驟b：將充電后的開關電容的電能先傳送到一個大容量的儲能電容中，再將該儲能電容中的電能通過升壓變換器傳送至儲能元件組的兩端，對儲能元件組進行再充電。

2.如權利要求1所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡方法，其特征在于，每個開關電容先與一充電開關串聯后再與對應的儲能元件單體并聯，所有開關電容均通過同一個轉移切換開關與所述儲能電容并聯，所述充電開關與所述轉移切換開關以互補導通的方式運行。

3.如權利要求2所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡方法，其特征在于，如果所述步驟a中檢測到有兩個以上儲能元件單體的電壓高于單體平均電壓，則允許與該兩個以上儲能元件單體相連的充電開關同時導通或同時關斷。

4.一種串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，用以均衡由至少兩個儲能元件單體串聯構成的儲能元件組的電壓，所述電壓主動均衡系統包括：一電壓檢測單元和一控制單元，其特征在于，所述電壓主動均衡系統還包括：至少兩個均衡電路單元以及一均衡總單元，每個均衡電路單元并聯一個所述儲能元件單體；所述均衡總單元分別與每個均衡電路單元并聯；所述電壓檢測單元分別與各儲能元件單體相連，以檢測各儲能元件單體的輸出電壓；所述控制單元分別與各均衡電路單元相連，以將各儲能元件單體的高于單體平均電壓的電量分別儲存在各均衡電路單元中；所述控制單元還與所述均衡總單元相連，以將儲存在各均衡電路單元中的電量轉移至所述均衡總單元中，再通過所述均衡總單元對所述儲能元件組再充電，從而實現儲能元件組中的各儲能元件單體的電壓均衡。

5.如權利要求4所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，每個均衡電路單元均包括：一開關電容和一受所述控制單元控制而導通或關斷的充電開關，所述開關電容和所述充電開關串聯構成一過壓充電支路，所述過壓充電支路再與所述儲能元件單體并聯，且所述開關電容的正極與所述儲能元件單體的正極對應。

6.如權利要求5所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，所述均衡電路單元還包括：一整流二極管，所述整流二極管串聯連接在所述過壓充電支路中，以杜絕所述開關電容對所述儲能元件單體反向充電。

7.如權利要求4所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，所述均衡總單元包括：一變換器、一大容量的儲能電容、一受所述控制單元控制而導通或關斷的轉移切換開關和一受所述控制單元控制而導通或關斷的升壓切換開關；所述儲能電容與所述轉移切換開關串聯構成一儲能轉移支路，所述儲能轉移支路再分別與所述各均衡電路單元的開關電容并聯，且所述儲能電容的正極與所述開關電容的正極對應；所述儲能電容與所述升壓切換開關串聯構成一儲能升壓支路，所述儲能升壓支路再與所述變換器的兩輸入端并聯，所述變換器的兩輸出端分別與所述儲能元件組的兩端并聯。

8.如權利要求7所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，所述均衡總單元還包括多個整流二極管，每個開關電容與至少一個所述整流二極管串聯后再與所述儲能轉移支路并聯，以杜絕所述儲能轉移支路中的儲能電容對所述開關電容反向充電。

9.如權利要求7所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，所述變換器的輸出端與至少一整流二極管串聯后再與所述儲能元件組的兩端并聯，以杜絕所述儲能元件組中的電能反流至所述變換器中。

10.如權利要求4所述的串聯儲能元件組的電壓主動均衡系統，其特征在于，所述儲能元件單體為電池或超級電容。