[實用新型]一種電池能量均衡電路

有效

• 申請號: 201720053440.2
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN206412442U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 宋欣民;劉愛華;劉平根
• 申請（專利權）人: 杭州科工電子科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 俞潤體,劉正君

技術領域

本實用新型涉及一種電池技術領域，尤其涉及一種電池間能量快速均衡的電池能量均衡電路。

背景技術

儲能電池組因單體之間的性能差異，不僅使電池能量不能充分發揮，而且會因個體失效對整組電池帶來安全問題。目前改善已投入運行的電池組單體電池一致性的方法中，行之有效的是為系統增加均衡模塊，實時動態地平衡單體電池間的能量。

均衡模塊的一般方案為電阻放電、飛渡電容或儲能電感轉移能量、DC-DC模塊轉移能量等。以上方案存在能耗高、能量傳輸功率低、均衡速度慢等缺點，對于儲能電站電池組電池一致性改善不明顯。

發明內容

本實用新型主要解決了一般均衡模塊存在能耗高、傳輸功率低、均衡速度慢的問題，提供了一種電池間能量快速均衡的電池能量均衡電路。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種電池能量均衡電路，包括若干串聯的電池，在相鄰電池之間連接有實現兩節電池間能量雙向流動的單元電路，所述單元電路包括受PWM脈沖控制進行有序開閉以形成能量流動路線的全橋逆變單元，儲存高能量電池能量并將能量轉移給低能量電池的儲能電感單元和鉗位電容單元，儲能電感單元連接于全橋逆變單元與兩節電池相連公共點之間，鉗位電容單元并接在電池上，且分別與全橋逆變單元、儲能電感單元形成連接。本實用新型在相鄰電池之間設置公用的單元電路，通過PMW脈沖控制全橋逆變單元有序開閉，高能量電池的能量在儲能電感單元和鉗位電容單元的共同作用下快速相相鄰電池傳遞，不僅實現了電池間能量快速均衡，還能在系統運行中出現個別電池異常失效情況下，依靠相鄰電池來維持系統短時間正常運行，增強了系統魯棒性。

作為上述方案的一種優選方案，所述全橋逆變單元包括兩兩互聯的第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管，儲能電感單元包括第一儲能電感、第二儲能電感，鉗位電容單元包括分別與電池對應的第一鉗位電容、第二鉗位電容，第一場效應管與第二場效應管的公共連接點連接第一儲能電感的一端，第三場效應管與第四場效應管的公共連接點連接第二儲能電感的一端，第一場效應管與第三場效應管的公共連接點分別連接第一鉗位電容的正極、與第一鉗位電容對應的電池正極，第二場效應管與第四場效應管的公共連接點分別連接第二鉗位電容負極、與第二鉗位電容對應的電池負極。本方案中鉗位電容單元可以防止過大的充電電流對電池的沖擊，同時能夠對儲能電感單元充電，加快電荷轉移。所有場效應管采取相同規格和型號，第一儲能電感和第二儲能電感電感量相等。

作為上述方案的一種優選方案，第一場效應管源極與第二場效應管漏極相連，第三場效應管源極與第四場效應管漏極相連，第一場效應管漏極與第三場效應管漏極相連，第二場效應管源極與第四場效應管源極相連，四個場效應管的柵極分別與外部供電的PWM控制電路連接。所有場效應管的PWM驅動占空比都取不高于50%，以降低電路的能量損耗。PWM控制電路采用外部電源供電，提高了控制電路本身效率和控制芯片供電的電壓束縛，增加控制電路的可靠性。

作為上述方案的一種優選方案，全橋逆變單元、儲能電感單元、鉗位電容單元接入電池的連線上串聯有保險絲。本方案增加保險絲以防止電池短路。

本實用新型的優點是：在相鄰電池之間設置公用的單元電路，通過PMW脈沖控制全橋逆變單元有序開閉，高能量電池的能量在儲能電感單元和鉗位電容單元的共同作用下快速相相鄰電池傳遞，不僅實現了電池間能量快速均衡，還能在系統運行中出現個別電池異常失效情況下，依靠相鄰電池來維持系統短時間正常運行，增強了系統魯棒性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的一種電路結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例中的一種工作狀態示意圖；

圖3是本實用新型實施例中的另一種工作狀態示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的說明。

實施例：

本實施例一種電池能量均衡電路，包括若干串聯的電池，在相鄰電池之間連接有實現兩節電池間能量雙向流動的單元電路。單元電路包括受PWM脈沖控制進行有序開閉以形成能量流動路線的全橋逆變單元，儲存高能量電池能量并將能量轉移給低能量電池的儲能電感單元和鉗位電容單元，儲能電感單元連接于全橋逆變單元與兩節電池相連公共點之間，鉗位電容單元并接在電池上，且分別與全橋逆變單元、儲能電感單元形成連接。