[發(fā)明專利]一種高壓大功率動力電源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410791816.0
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104578257A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁廷華
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥創(chuàng)源車輛控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J15/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 金凱

技術(shù)領(lǐng)域

???本發(fā)明涉及電池電源領(lǐng)域，具體是一種高壓大功率動力電源。

背景技術(shù)

電動車輛所選的電機一般為高壓電機，為適應(yīng)電機對電壓的需要，動力電池系統(tǒng)要提供相適應(yīng)的高壓電源。目前這個高壓電源是靠電池的串聯(lián)實現(xiàn)的，電池組有幾十甚至上百個單體電池串聯(lián)組成，這樣多的串聯(lián)電池組合常常帶來系統(tǒng)故障多、性能下降，即使有較好性能的電池管理系統(tǒng)（BMS）往往也難以保障系統(tǒng)的整體性能和正常運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓大功率動力電源，解決了靠串聯(lián)連接各單體電池而滿足負(fù)載對電池電壓需要的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高壓大功率動力電源，包括有低壓大電流電池電堆、與電源輸出端口連接的N個儲能微單元、連接于低壓大電流電池電堆和N個儲能微單元之間的能量管理單元，其中，N大于等于2；所述的能量管理單元包括有與低壓大電流電池電堆連接的能量分配單元、輸出控制單元、N+1個電子開關(guān)、以及控制中心，所述的能量分配單元和輸出控制單元均與控制中心連接；N+1個電子開關(guān)的正極均與能量分配單元的輸出端口連接，N+1個電子開關(guān)的控制極均與輸出控制單元連接，N個電子開關(guān)的負(fù)極均與N個儲能微單元的儲能輸入端口連接；所述的儲能微單元包括儲能輸出高電平端口、儲能輸入端口和儲能輸出低電平端口，相鄰的兩個儲能微單元中，電平高的儲能微單元的輸出低電平端口與電平低的儲能微單元的儲能輸出高電平端口連接，始端的儲能微單元的儲能輸出高電平端口與電源輸出端口正極連接，末端儲能微單元的儲能輸出低電平端口與電源輸出端口負(fù)極連接。

所述的能量分配單元由極性變換橋、兩根電源母線、以及與控制中心連接的極性變換橋驅(qū)動單元組成；所述的極性變換橋包括有四個MOSFET場效應(yīng)管，四個MOSFET場效應(yīng)管的柵極均與極性變換橋驅(qū)動單元連接，MOSFET場效應(yīng)管MQ1和MOSFET場效應(yīng)管MQ2的正極均與低壓大電流電池電堆的正極連接，MOSFET場效應(yīng)管MQ3和MOSFET場效應(yīng)管MQ4的負(fù)極均與低壓大電流電池電堆的負(fù)極連接，MOSFET場效應(yīng)管MQ1的負(fù)極和MOSFET場效應(yīng)管MQ3的正極均與其中一根電源母線連接，MOSFET場效應(yīng)管MQ2的負(fù)極和MOSFET場效應(yīng)管MQ4的正極均與另一根電源母線連接，偶數(shù)電子開關(guān)的正極均與其中一根電源母線連接，奇數(shù)電子開關(guān)的正極均與另一根電源母線連接。

所述的電子開關(guān)為單向?qū)ǖ碾娮娱_關(guān)或由不能反向截止的電子開關(guān)經(jīng)過組合后而形成的能夠反向截止的電子開關(guān)組合。

所述的儲能微單元選用電容、或電感和電容的組合、或微能量二次電池、或上述的組合結(jié)構(gòu)。

所述的低壓大電流電池電堆為鋰離子電池電堆、鎳氫電池電堆、鉛酸電池電堆或燃料電池電堆。

所述的低壓大電流電池電堆內(nèi)包括多個單電池，多個單體電池并聯(lián)再串聯(lián)或幾個單體電池串聯(lián)后并聯(lián)，當(dāng)多個低壓大電流電池電堆組合時，其對應(yīng)的低壓大電流電池電堆內(nèi)的并聯(lián)線也進行一一對接。

本發(fā)明的優(yōu)點：

（1）、本發(fā)明的電子開關(guān)管和儲能微單元實現(xiàn)了把低壓大電流電池電堆電源變換為高壓大功率電池電源的目的，解決了靠串聯(lián)連接各單體電池而滿足負(fù)載對電池電壓需要的問題；

（2）、多個單體電池并聯(lián)再串聯(lián)組成的電池電堆，大大緩解了電池的不一致性問題，特別是鋰離子電池性能不一致的問題，使電池工作更加可靠、壽命更長、安全性更高；

（3）、本發(fā)明的儲能微單元是由電容（普通電容或超級電容）組成的，而電容的放電深度理論上可以達到100%、放電倍率理論上可以達到無窮大，所以本發(fā)明的一種高壓大功率動力電源方案的電源動態(tài)特性在短時間內(nèi)表現(xiàn)為電容特性，大大提升了電池電堆的放電性能；

（4）、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的控制程序原理流程框圖。

圖4是低壓大電流電池電堆中多個單體電池并聯(lián)再串聯(lián)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖5是低壓大電流電池電堆中其中幾個單體電池串聯(lián)后并聯(lián)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖6是本發(fā)明儲能微單元一種實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明單向?qū)ǖ碾娮娱_關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明用兩個N型MOSFET管組成的組合電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式