[發明專利]一種儲能設備電壓平衡的方法及其系統

有效

• 申請號: 201410115428.0
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103904741A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 孫偉;王俊華;胡期峰
• 申請（專利權）人: 海博瑞恩電子科技無錫有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 邵驊

1.一種儲能設備電壓平衡的方法，當串聯儲能設備中單體電源電壓差達到設定值時，飛渡電容器從高電壓單體電源抽取能量，高電壓單體電源對其充電，降低高電壓單體電源電壓，然后飛渡電容器再與低電壓單體電源并聯，對低電壓單體電源充電，提高低電壓單體電源的電壓，如此反復，實現儲能設備電壓均衡；其特征在于：所述飛渡電容器為超級電容器，所述高電壓單體電源與其他一個或多個單體電源串聯后對單個飛渡超級電容器充電；低電壓單體電源被串聯飛渡超級電容器充電。

2.根據權利要求1所述的儲能設備電壓平衡的方法，其特征在于：所述高電壓單體電源與相鄰的單體電源串聯后對單個飛渡超級電容器充電；低電壓單體電源被串聯飛渡超級電容器充電。

3.根據權利要求1所述的儲能設備組電壓平衡的方法，其特征在于：根據單體電源電壓對儲能設備中單體電源進行排序；高電壓序列的單體電源串聯后對單個飛渡超級電容器充電；最低電壓單體電源被串聯飛渡超級電容器充電。

4.根據權利要求1-3任一項所述的儲能設備電壓平衡的方法，其特征在于：所述儲能設備為電池組或超級電容器組，所述電壓平衡的控制算法步驟為：

（1）系統運行后，首先巡檢單體電源電壓和飛渡超級電容電壓及充電電流，并計算最高與最低的單體電源之間的電壓差，如果電壓差在容許的最大壓差內，則繼續巡檢，并計算每個單體電源的電荷量，電池組按照下面公式計算根據上一次的充電電流f(i)，計算總電荷量為

Q=∫t1t2f(i)dt]]>

超級電容則先計算每個單體電源容量,計算公式為式中f(i)為充電電流，ΔU為t1時刻到t2時刻電壓的變化，根據容量計算每個單體電源的充到aV所需電荷量，計算公式為Q＝aC；

（2）根據步驟（1）計算的電荷量，

得到所需總電荷量最大單體電源Q_m和所需總電荷量最小單體電源Q_n計算總電荷量的平均值計算總電荷量最大單體電源與平均值的差ΔQ_m和平均值與總電荷量最小單體電源的差ΔQ_n；

（3）當巡檢到電壓差超過容許的最大壓差時，則開始通過開關管的切換電壓最高單體電源與相鄰的單體電源串聯并單個飛渡超級電容器，電壓次高的單體電源與鄰近的單體電源串聯后并另一個飛渡超級電容器.根據步驟2計算的平均值與總電荷量最小單體電源的差ΔQ_n，得出所需要轉移的電荷量為ΔQ_n，同理次高的所需轉移的電荷量為平均值與次高的容量的差ΔQ_n1；

（4）步驟（3）轉移完成后則把飛渡超級電容器串聯后與電壓最低單體電源并聯，飛渡超級電容器對電壓最低單體電源充電，根據步驟（2）的ΔQ_m，得出需要轉移的電荷為ΔQ_m；

（5）如此反復最終達到平衡。

5.一種采用權利要求1-4所述方法的儲能設備電壓平衡系統，包括微機控制器、N個單體電源、N個檢測電路、由微機控制器控制的開關網絡和由飛渡電容組成的平衡電路；

所述N個單體電源串聯；

所述N個檢測電路用于分別檢測N個單體電源的電壓、飛渡電容單體電壓和平衡電流，并傳輸給微機控制器；

所述微機控制器用于根據N個檢測電路輸入的數據控制開關網絡使高電壓單體電源與其他一個或多個單體電源串聯后對平衡電路中的單個飛渡電容充電，或是使低電壓單體電源被多個飛渡超級電容器串聯充電；

所述平衡電路由多個飛渡電容串聯組成，并由開關網絡切換單個或多個串聯進行電源電壓的平衡。

6.根據權利要求5所述的儲能設備電壓平衡系統，其特征在于：所述開關網絡開關采用三極管開關管，單體電源作為控制開關三極管的工作電源。