[發明專利]電力電子化智能電池單元

有效

• 申請號: 202011379108.8
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112366795B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李睿;謝弘洋;吳西奇;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;H01M10/44;H02M3/335;H02M1/088;H02J3/32
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

1.一種電力電子化智能電池單元，包括：

電池模塊，所述電池模塊包括多個串聯的電池芯以及用于測量所述電池芯的電壓、電流、壓力和/或溫度的傳感器；以及

智能電池接口，所述智能電池接口與所述電池模塊的輸出側及傳感器相連，并且所述智能電池接口對外界具有功率接口和信息接口，

其中所述電池模塊監測電池芯的電壓、電流、壓力和/或溫度信息，同時通過所述智能電池接口提供或吸收功率，

在電池接口中包含處理器；功率變換器，所述功率變換器與電池模塊相連，根據處理器的控制實現功率的雙向流動與主動控制，在所述功率接口形成穩定可控的輸出電壓；均衡電路，所述均衡電路布置在各個電池芯單體兩端，通過一定的均衡算法，在處理器的控制下，均衡電路通過開關管的切換，實現電池芯單體荷電狀態的均衡；

其中當電池模塊特性發生變化時，所述智能電池接口能夠主動控制功率變換器調節電壓增益和控制參數，通過電池信息的快速交互和功能的深度融合，所述智能電池接口對電力電子化智能電池單元對外的功率接口實現閉環控制，保證穩定的端口電壓和動態性能，表現出一致的接口特性，從而實現無模塊間環流的串并聯擴容系統，

其中所述功率變換器包括：

第一交直流變換電路，包括第一至第四開關管組成的第一全橋電路；

第二交直流變換電路，包括第五至第八開關管組成的第二全橋電路；以及

隔離型雙向諧振網絡，包括第一電感、變壓器、變壓器原邊一側的第一交流端口以及變壓器副邊一側的第二交流端口，

其中所述第一全橋電路的兩個橋臂中點分別連接隔離型雙向諧振網絡的第一交流端口的第一交流端和第二交流端，所述第二全橋電路的兩個橋臂中點分別連接隔離型雙向諧振網絡的第二交流端口的第一交流端和第二交流端，

所述的功率變換器工作在單移相調制模式中，第一開關和第四開關同時導通或關斷，第二開關和第三開關同時導通或關斷，第五開關和第八開關同時導通或關斷，第六開關和第七開關同時導通或關斷；第一開關和第三開關互補導通，第二開關和第四開關互補導通，第五開關和第七開關互補導通，第六開關和第八開關互補導通；且定義在一個開關周期內，S1的導通信號領先S5的導通信號相位通過改變第一和第二交直流變換電路的開關頻率和移相角度改變所述雙向隔離型直流變換器的電壓增益，從而在電池模塊端口電壓因電池荷電狀態而變化時，保持電力電子化智能電池單元功率接口的電壓穩定。