CN113285129A - 一种电池簇并联系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池簇并联系统，包括多个并联的电池串、多个DC‑DC变换器、多个电池控制单元和总控制单元；所述DC‑DC变换器与所述电池串串联；所述电池控制单元与所述DC‑DC变换器连接；所述总控制单元分别与各所述DC‑DC变换器和各所述电池控制单元连接。本发明在每个电池串上串联DC‑DC变换器实现每电池簇总输出电压调节。通过调节每个电池串的输出电压，达到调节其输出功率，最终达到防止冲击环流和控制电池簇输出电流的目的。电池并联系统中，每电池簇之间压差相对相差不大，故此DC‑DC变换器的输出电压调节范围在电池簇额定电压10％以内即可满足要求。并且本发明中DC‑DC变换器功率小、体积小、整个电池系统成本低、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电池簇技术领域，特别是涉及一种电池簇并联系统。
背景技术
现有电池簇并联方案有以下几种方案：
方案一：直接将电池簇的同极用导线并联，由于电池内阻小，并联时存在电池柜间存在很大的环流，超过电池最大承受电流会对电池产生不可逆转的损坏，且电池系统充放电过程无法均流。
方案二：每个电池簇充放电回路通过限流电阻限流，可有效解决并柜过程环流冲击的问题，但是较大的缓冲电流会导致限流电阻发热问题，对整个电池系统安全存在隐患，较小的缓冲电流会使系统并联很长。且该方法只能解决并联过程的环流，也无法解决实际充放电过程的不均流问题。
方案三：在每个电池簇正负极接双向DCDC变换器，该方案可有效解决上述方案一方案二的问题，但是DCDC所需配置功率大，同时存在成本高，占用空间大，效率低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池簇并联系统，用以解决电池簇并联过程的环流问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电池簇并联系统，包括多个并联的电池串、多个DC-DC变换器、多个电池控制单元和总控制单元；所述DC-DC变换器与所述电池串串联；所述电池控制单元与所述DC-DC变换器连接；所述总控制单元分别与各所述DC-DC变换器和各所述电池控制单元连接，所述总控制单元用于获取所有DC-DC变换器的输出电压，并控制所述电池控制单元调节对应的DC-DC变换器的输出电压，使各所述电池串的输出电流达到均衡。
可选地，所述DC-DC变换器为隔离型DC-DC变换器。
可选地，所述DC-DC变换器为非隔离型DC-DC变换器。
可选地，所述DC-DC变换器串联在所述电池串中电池的正极。
可选地，所述DC-DC变换器串联在所述电池串中电池的负极。
可选地，各所述DC-DC变换器连接有对应的电池或超级电容。
可选地，所有DC-DC变换器连接有一个电池或超级电容。
可选地，各所述DC-DC变换器由对应的电池串供电。
可选地，各所述DC-DC变换器均串联一个反向的DC-DC变换器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明在每个电池串上串联DC-DC变换器实现每电池簇总输出电压调节。通过调节每个电池串的输出电压，达到调节其输出功率，最终达到防止冲击环流和控制电池簇输出电流的目的。电池并联系统中，每电池簇之间压差相对相差不大，故此DC-DC变换器的输出电压调节范围在电池簇额定电压10％以内即可满足要求。并且本发明中DC-DC变换器功率小、体积小、整个电池系统成本低、效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例电池簇并联系统的结构示意图；
图2为每个双向DC-DC变换器由单独的电池或电容供电的示意图；
图3为每个双向DC-DC变换器由共用的电池或电容供电的示意图；
图4为每个双向DC-DC变换器由各自的电池簇供电的示意图；
图5为每个DC-DC变换器串联一个反向的DC-DC变换器的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供的一种电池簇并联系统，包括多个并联的电池串、多个DC-DC变换器、多个电池控制单元和总控制单元；所述DC-DC变换器与所述电池串串联；所述电池控制单元与所述DC-DC变换器连接；所述总控制单元分别与各所述DC-DC变换器和各所述电池控制单元连接，所述总控制单元用于获取所有DC-DC变换器的输出电压，并控制所述电池控制单元调节对应的DC-DC变换器的输出电压，使各所述电池串的输出电流达到均衡。
电池控制单元通过调节DC-DC变换器的PWM信号来控制其输出电压。
DC-DC变换器可以选用隔离型、非隔离型。DC-DC变换器的输出方向可以与电池相同、也可以与电池相反，或者正方混合使用。DC-DC变换器可以都串联在电池正极，也可以都串联在电池负极。
每一电池簇所串联的DC-DC变换器的电源可以选用各自独立的电池，也可以多个电池串的DC-DC变换器共用同一个电池，也可以直接从电池串中直接取电给DC-DC变换器供电；所述方案中，DC-DC变换器的电源，包括但不限于电池、超级电容等等。
如图2所示，每个电池簇负极或正极串联一个双向DC-DC变换器，每个双向DC-DC变换器由单独的电池或电容供电，当电池组充放电时，调节每个电池簇对应的DC-DC充放电电流，从而达到调节电池簇充放电电流的效果。
如图3所示，每个电池簇负极或正极串联一个双向DC-DC变换器，每个双向DC-DC变换器由共用的电池或电容供电，当电池组充放电时，调节每个电池簇对应的DC-DC充放电电流，从而达到调节电池簇充放电电流的效果。
如图4所示，每个电池簇负极或正极串联一个双向DC-DC变换器，每个双向DC-DC变换器由各自的电池簇供电，当电池组充放电时，调节每个电池簇对应的DC-DC充放电电流，从而达到调节电池簇充放电电流的效果。
如图5所示，在双向DC-DC变换器的基础上再串联一个反向的DC-DC变换器或者用其他的拓扑形式，使该串联的反向DC-DC环节可以生成与电池电压反向的负压。使DC-DC的调节能力由增大(减小)电池串的输出电压，升级为可以调节增减电池串的输出电压。
本发明在每个电池串上串联DC-DC变换器实现每电池簇总输出电压调节。通过调节每个电池串的输出电压，达到调节其输出功率，最终达到防止冲击环流和控制电池簇输出电流的目的。电池并联系统中，每电池簇之间压差相对相差不大，故此DC-DC变换器的输出电压调节范围在电池簇额定电压10％以内即可满足要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种电池簇并联系统，其特征在于，包括多个并联的电池串、多个DC-DC变换器、多个电池控制单元和总控制单元；所述DC-DC变换器与所述电池串串联；所述电池控制单元与所述DC-DC变换器连接；所述总控制单元分别与各所述DC-DC变换器和各所述电池控制单元连接，所述总控制单元用于获取所有DC-DC变换器的输出电压，并控制所述电池控制单元调节对应的DC-DC变换器的输出电压，使各所述电池串的输出电流达到均衡。
2.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，所述DC-DC变换器为隔离型DC-DC变换器。
3.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，所述DC-DC变换器为非隔离型DC-DC变换器。
4.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，所述DC-DC变换器串联在所述电池串中电池的正极。
5.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，所述DC-DC变换器串联在所述电池串中电池的负极。
6.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，各所述DC-DC变换器连接有对应的电池或超级电容。
7.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，所有DC-DC变换器连接有一个电池或超级电容。
8.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，各所述DC-DC变换器由对应的电池串供电。
9.根据权利要求1所述的电池簇并联系统，其特征在于，各所述DC-DC变换器均串联一个反向的DC-DC变换器。
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