[發明專利]航空電池電源容錯均衡管理系統

在審

• 申請號: 201710798444.8
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107565629A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 黃薛;王友仁
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 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

1.航空電池電源容錯均衡管理系統，其特征在于，包括：

電池組、充電電路、負載、電池控制板、充放電選擇開關，所述電池控制板集成有電池電壓檢測模塊、溫度采集模塊、電流檢測模塊、SOC檢測模塊、觸摸屏顯示模塊、MOSFET驅動模塊、容錯電路模塊、電池均衡模塊；

所述電池組由系統所需額定功率電池組與冗余備份電池組成；

所述的電池組通過充放電選擇開關控制電池組與充電模塊相連或與負載相連；

所述容錯電路模塊與電池組連接，通過電池電壓檢測模塊、溫度采集模塊、電流采集模塊以及SOC檢測模塊判斷失效電池、過充電池、過放電池，隔離相應電池而不影響其他電池充放電進程，同時接入冗余電池使系統以穩定功率工作；

所述電池組每節單體電池連接一個均衡模塊，根據單體電池SOC選取需要均衡的電池單體，電池組通過均衡回路實現單體與電池組以及電池組與單體間能量的雙向傳遞；

所述的MOSFET驅動模塊可以控制容錯電路模塊以及電池均衡模塊中的開關狀態；

所述的觸摸屏顯示模塊主頁可以顯示失效故障電池的電池號碼數、主線電流、環境溫度、電池組總電壓等信息，通過觸屏方式選擇相應電池的號碼數可查看各單體電池電壓、電流、溫度、SOC等狀態信息。

2.根據權利要求1所述的航空電池電源容錯均衡管理系統，其特征在于：

將容錯控制系統與均衡管理系統相結合，當無失效故障電池、過充過放電池時，電池組進行能量均衡管理，改善電池組一致性；

當電池組中有失效故障電池或過充電池時通過容錯電路隔離相應電池；

在電池放電時有失效故障電池，隔離相應電池，接入冗余電池，系統正常工作。

3.根據權利要求1所述的航空電池電源容錯均衡管理系統，其特征在于：

所述電池容錯電路模塊開關選擇MOSFET，使得電池組在隔離電池時處于電流連續狀態，與電池串聯的MOSFET的漏極與電池正極相連，與電池并聯的MOSFET的源極與電池負極相連。

4.根據權利要求1所述的航空電池電源容錯均衡管理系統，其特征在于：

所述電池均衡模塊由電感、電容和MOSFET組成，當電池組中某節單體電池SOC過高時，通過控制器產生的PWM波導通與電池單體相連的MOS管，使電池單體能量儲存在與電池單體相連的電感中，當MOS管關閉時，電感能量轉移到與電池組相連的電容中，通過電容將能量轉移到整個電池組；

當電池組中某節單體電池SOC過低時，通過控制器產生的PWM波導通與電池組相連的MOS管，使電池組能量儲存在與電池組相連的電感中，電容中儲存的電量轉移到單體電池中，同時與單體電池相連的電感進行儲能，當MOS管關閉時，與電池組相連的電感將能量轉移到電容中。

5.根據權利要求4所述的航空電池電源容錯均衡管理系統，其特征在于：

所述電池均衡模塊可實現能量的雙向傳遞；

根據單體電池SOC判斷需要均衡的電池，當某節單體電池SOC過高時，采用升壓模式進行單體電池與電池組的能量轉移，當某節單體電池SOC過低時，采用降壓模式進行電池組與單體電池的能量轉移。