[發明專利]一種蓄電池組電壓均衡裝置

有效

• 申請號: 201310315608.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103346605A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 徐宏;徐祺越
• 申請（專利權）人: 徐宏
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于蓄電池領域，特別涉及一種蓄電池組電壓均衡裝置。

背景技術

蓄電池廣泛應用于軍事、航天、通信、UPS、電動汽車等諸多領域。單體電池電壓、容量有限，一般將多只串聯以滿足要求。由于生產工藝、工作環境的差異，電池單體之間總有一定的差異，電池組放電過程中，端電壓（蓄電池單體正負之間的電壓）最低的單體送出的電能最多；而電池組充電過程中，端電壓最低的單體獲得電能補充最少。伴隨蓄電池組多次充放電使用，蓄電池組端電壓不平衡性效應不斷累計，端電壓最低的單體電池極易發生過放電現象，導致其內阻增加，進而影響整個電池組的正常使用。串聯蓄電池的數量增加，加劇了這一現象。

目前，處于同一封裝殼體內蓄電池串聯單體，內部電解液共享，工作環境基本一致，各單體的差異得到了有效地抑制。然而，受制于現有工藝水平，同一封裝殼體的蓄電池端電壓（由內部串聯單體電壓累加而得），以及輸出容量，在眾多場合，尚不能很好的滿足要求。故此，需將多個相同規格的蓄電池（可有多個單體串聯而成）串聯使用，以得到更高的輸出電壓和足夠的容量。此時，蓄電池之間的差異性，會導致蓄電池之間的端電壓不平衡，進而影響蓄電池組的使用壽命。

電動汽車作為以石化燃料為動力的傳統汽車替代品，在解決空氣污染方面具有獨特的優勢。蓄電池組作為電動汽車主要動力來源，處于高頻次、大電流的充放電狀態。當前，常規充電器采用集中模式，蓄電池組作為一個整體，接受充電器送出的電能，充電機可以按照蓄電池充電特性要求，實現蓄電池組整體的技術要求，卻無法實現蓄電池組每節蓄電池的均衡充電，即對于蓄電池組內部的差異性，沒有采取必要的手段和措施進行處理。這樣，很容易導致蓄電池組中某節蓄電池的過充電或欠充電，過充電的蓄電池容量將迅速下降，欠充電的蓄電池將長期充電不足內阻升高，降低蓄電池組的使用壽命，影響了電動汽車整體的經濟性。

常規的電壓均衡裝置有電阻消耗式端電壓均衡裝置、電容式端電壓均衡裝置和獨立變換器式端電壓均衡裝置。電阻消耗式端電壓均衡裝置通過電阻對端電壓較高的蓄電池進行放電，從而達到整個電池組電壓的均衡，其電路原理如圖1所示；電容式端電壓均衡裝置由端電壓較高的蓄電池給電容充電，再轉移到端電壓較低的蓄電池上來實現電壓均衡，其電路原理如圖2所示；獨立變換器式端電壓均衡裝置其電路原理如圖3所示。上述常規的電壓均衡裝置通常是在蓄電池組充電完成后或中間某一階段實現電壓的均衡，蓄電池組部分個體可能已經發生過充電。現有的均衡裝置均衡電壓都需要額外的均衡時間，降低了充電的時效比，且在蓄電池放電過程中，難以實現電壓的均衡。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種蓄電池組電壓均衡裝置，無需單獨的電壓均衡時間且放電過程中可以進行均衡操作，提高了充電效率，降低了過放風險。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種蓄電池組電壓均衡裝置，包括蓄電池組、主控制器、充電單元、能量回饋單元、能量收集單元和負荷，其中，

所述控制器，用于采集所述蓄電池組、所述充電單元和所述能量收集單元的數據信息，并向所述充電單元和所述能量回饋單元發送控制信號；

所述充電單元，用于接受所述控制器發出的控制信號，為所述蓄電池組充電；

所述能量回饋單元，用于為所對應的蓄電池提供能量回饋通道，接受主控制器的指令，按設定電流輸出給所述能量收集單元；

所述能量收集單元，用于將所述能量回饋單元的電流匯總，然后匯入直流母線為蓄電池組補充電能。

所述負荷，用于接受所述蓄電池組輸出的電流。

優選的，所述充電單元包括整流器、MOS管、變壓器、電容和電感，所述主控制器通過MOS管上開關的通斷調節所述充電單元的輸出電壓和輸出電流。

優選的，所述能量回饋單元包括MOS管、變壓器、二極管和電容，所述主控制器通過調節所述MOS管的通斷，調節由蓄電池流向所述能量回饋單元的電流，從而調節蓄電池的電壓。

優選的，所述能量收集單元包括二極管，所述二極管連接在所述能量回饋單元的電流輸出端。

優選的，所述蓄電池組為串聯蓄電池組。

優選的，所述主控制器采集的數據信息為所述蓄電池組中蓄電池、所述充電單元和所述能量收集單元的輸出電流；

或者為所述蓄電池組中蓄電池與所述充電單元的輸出電壓；

或者為所述蓄電池組中蓄電池的溫度。

優選的，所述蓄電池組中每一節蓄電池對應一個所述能量回饋單元，所述每一能量回饋單元對應一個二極管。