CN114204647A - 并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 - Google Patents
并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114204647A CN114204647A CN202210008599.8A CN202210008599A CN114204647A CN 114204647 A CN114204647 A CN 114204647A CN 202210008599 A CN202210008599 A CN 202210008599A CN 114204647 A CN114204647 A CN 114204647A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- state management
- current
- battery cluster
- management device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 49
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本发明公开了一种并联电池簇状态管理系统及并联电池簇,包括:多个状态管理装置,与电池簇一一对应;电池簇的正端相互连接,作为并联电池簇的正端;状态管理装置的输出正端与对应的电池簇的负端相连;状态管理装置的输出负端相互连接,作为并联电池簇的负端;状态管理装置被配置为能够在至少两种工作模式之间切换;第一工作模式时,状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为正向输出电压,进而调节对应的电池簇的电流;状态管理装置切换为第二工作模式时,状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为反向输出电压,进而限制对应的电池簇短路状态下的电流。本发明,实现了并联电池簇充放电过程中的均衡和短路状况下的限流。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域,特别涉及一种并联电池簇状态管理系统及并联电池簇。
背景技术
由于电池在生产制造、工作环境、老化程度上的不一致性,各个电池芯的开路电压和等效串联电阻均有不同程度的差异,导致在电池储能系统运行时,并联电池簇的荷电状态不一致。
对于并联的电池簇,在充电过程中,会存在某一电池簇已充满,而其他电池簇未充满的情况,为了避免对该电池簇的过充电,其余电池簇将无法进一步充满。
同样,在放电过程中,会存在某一电池簇已达到最小容许荷电状态,而其余电池簇仍可进一步放电的情况,为避免该电池簇过放电导致的损坏,所有并联串联的电池芯都将停止继续放电。由此可见,并联电池簇可用容量只能达到最弱电池簇的容量,导致严重的并联失配问题,使其他并联电池簇容量无法被充分使用,系统可用容量降低。
另外,为保护电池簇,通常设置有短路保护装置。现有技术中电池簇短路保护装置是采样电路采集电池簇电流,与电流保护值比较。检测到电池簇电流过大时,通过机械开关或者半导体开关切断电池簇输出,从而起到短路保护的作用。然而,在多电池簇并联场合,短路位置较多且造成的过流通路不确定,导致短路保护装置数量需要与电池簇并联数量保持一致,机械开关或者半导体开关数量很多,不经济实用。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题,提出一种并联电池簇状态管理系统及并联电池簇,以解决现有并联电池簇的各个电池簇充放电不均衡、短路装置结构复杂的问题。
为解决上述技术问题,本发明是通过如下技术方案实现的:
根据本发明的第一方面,提供一种并联电池簇状态管理系统,其包括:多个状态管理装置,所述状态管理装置与电池簇一一对应;
所述电池簇的正端相互连接,作为并联电池簇的正端;
所述状态管理装置的输出正端与对应的所述电池簇的负端相连;
所述状态管理装置的输出负端相互连接,作为并联电池簇的负端;
所述状态管理装置被配置为能够在至少两种工作模式之间切换:第一工作模式、第二工作模式;
所述状态管理装置切换为第一工作模式时,所述状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为正向输出电压,进而调节对应的所述电池簇的电流,进而实现各个电池簇之间的均衡;
所述状态管理装置切换为第二工作模式时,所述状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为反向输出电压,进而限制对应的所述电池簇的电流。
较佳地,所述状态管理装置切换为第一工作模式时,还能够受控对所述正向输出电压的大小进行调节;
所述状态管理装置切换为第二工作模式时,还能够受控对所述反向输出电压的大小进行调节。
较佳地,每个所述状态管理装置包括:变压器、均衡电路、限流电路、第一旁路开关以及第二旁路开关;
所述变压器包括:变压器原边线圈,第一变压器副边线圈、第二变压器副边线圈;
所述变压器原边线圈直接或间接并联在对应的所述电池簇的正端、负端之间;
所述第一变压器副边线圈并联在所述均衡电路的两交流端,所述第二变压器副边线圈并联在所述限流电路的两交流端;
所述均衡电路与所述限流电路串联连接在所述状态管理电路输出侧的正端、负端之间;
所述第一旁路开关并联在所述均衡电路的两端,所述均衡电路的两端为所述均衡电路与所述状态管理电路输出侧相连的一端以及与所述限流电路相连的一端,所述第二旁路开关并联在所述限流电路的两端,所述限流电路的两端为所述限流电路与所述状态管理电路输出侧相连的一端以及与所述均衡电路相连的一端;
所述第一旁路开关被断开、所述第二旁路开关被连通时,所述限流电路被短路,所述状态管理装置切换为第一工作模式;所述第一旁路开关被连通、所述第二旁路开关被断开时,所述均衡电路被短路,所述状态管理装置切换为第二工作模式。
较佳地,所述均衡电路包括:双向均衡全桥电路;
所述双向均衡全桥电路的两中点为所述均衡电路的两交流端。
较佳地,所述限流电路包括:限流单元;
所述限流单元包括:双向限流全桥电路以及单向限流全桥电路;
所述单向限流全桥电路的两中点为所述限流电路的两交流端;
所述双向限流全桥电路的两中点分别与所述均衡电路的直流端、所述状态管理电路输出侧相连;
所述双向限流全桥电路的两直流端分别与所述单向限流全桥电路的两直流端相连。
较佳地,所述限流电路包括:至少两个依次串联的所述限流单元,所述第二变压器副边线圈也包括至少两个,所述第二变压器副边线圈与所述限流单元一一对应;
多个所述双向限流全桥电路的中点依次串联。
较佳地,还包括:输入调节电路,所述变压器原边线圈通过所述输入调节电路并联在对应的所述电池簇的正端、负端之间;
所述输入调节电路用于当所述状态管理装置切换为第一工作模式时,结合所述均衡电路对所述正向输出电压的大小进行调节;还用于当所述状态管理装置切换为第二工作模式时,对所述反向输出电压的大小进行调节。
较佳地,所述输入调节电路包括:输入全桥电路;
所述输入全桥电路的两中点分别与所述变压器原边线圈的两端相连;
所述输入全桥电路的两直流端分别与对应的电池簇的正端、负端相连。
根据本发明的第二方面,提供一种并联电池簇,其包括:上述所述的并联电池簇状态管理系统。
相较于现有技术,本发明具有以下优点:
本发明提供的并联电池簇状态管理系统,通过状态管理装置实现了并联电池簇充放电过程中的均衡和短路状况下的限流,当电池簇之间出现荷电状态或者电流不均衡的情况,状态管理装置工作在第一运行模式,实现各个电池簇之间的均衡控制,当电池簇出现短路过流工况时,状态管理装置工作在第二运行模式,实现了短路限流功能。
本发明的一可选方案中,通过均衡电路和限流电路之间的功能复用,电路简洁、效率高。
本发明的一可选方案中,通过多个依次串联的限流单元,可以降低单个限流单元的电容、半导体器件的电压应力;可以实现反向输出电压的多阶段调节,提高调节精度;当存在某个限流单元由于电容电压过高被旁路时,其余限流单元仍可以起到限流作用。
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,下面将对实施例或现有技术描述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为本发明一实施例的并联电池簇状态管理系统的拓扑示意图;
图2为本发明一较佳实施例的并联电池簇状态管理系统的拓扑示意图;
图3为本发明一实施例的并联电池簇状态管理系统的第一运行模式示意图;
图4为本发明一实施例的并联电池簇状态管理系统的第一运行模式波形图;
图5为本发明一实施例的并联电池簇状态管理系统的第二运行模式示意图;
图6为本发明一实施例的并联电池簇状态管理系统的第二运行模式波形图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一实施例中,提供一种并联电池簇状态管理系统,其包括:多个状态管理装置,状态管理装置与电池簇一一对应;电池簇的正端相互连接,作为并联电池簇的正端;状态管理装置的输出正端与对应的电池簇的负端相连;状态管理装置的输出负端相互连接,作为并联电池簇的负端。
其中,状态管理装置被配置为能够在至少两种工作模式之间切换:第一工作模式、第二工作模式。当电池簇之间出现荷电状态或电流不均衡的情况,状态管理装置切换为第一工作模式,此时状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为正向输出电压,进而调节对应的电池簇的电流,实现各个电池簇之间的均衡控制。当电池簇出现短路过流工况时,状态管理装置切换为第二工作模式,状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为反向输出电压,进而限制对应的电池簇的电流,实现短路限流功能。
一实施例中,状态管理装置切换为第一工作模式时,还能够受控对正向输出电压的大小进行调节,以实现不同程度的均衡控制;状态管理装置切换为第二工作模式时,还能够受控对反向输出电压的大小进行调节,以实现不同程度的短路限流。
上述实施例中,状态管理装置的工作模式的切换以及各工作模式的工作过程可以通过软件程序实现,也可以通过硬件电路实现,也可以通过硬件电路加软件程序的方式实现。软件程序的实现此处不做举例,只要能够实现上述描述的状态管路装置的工作模式的切换以及各工作模式的工作过程即可。下面对硬件电路的实现结构进行举例说明。
一实施例中,还包括:多个母线电容,母线电容与状态管理装置一一对应;状态管理装置的输出正端分别与对应的母线电容的正端相连,状态管理装置的输出负端分别与对应的母线电容的负端相连。
一实施例中,请参考图1,电池簇总数为n(n为正整数),包括:第1电池簇Bat1、第2电池簇Bat2、……、第n电池簇Batn;电池簇Bat1、Bat2、……、Batn的正端相互连接,作为并联电池簇的正端;状态管理电路包括:第1状态管理电路、第2状态管理电路、……、第n状态管理电路,其输出电压分别为UC1、UC2、……、UCk;电池簇Bat1、Bat2、……、Batn的负端分别与第1状态管理电路、第2状态管理电路、……、第n状态管理电路的输出正端相连,各个状态管理电路的输出负端相互连接,作为并联电池簇的负端;各个状态管理电路的输入正端与电池簇的正端相连,各个状态管理电路的输入负端与电池簇的负端相连。
一较佳实施例中,每个状态管理装置包括:变压器、均衡电路、限流电路、第一旁路开关M01以及第二旁路开关M02,请参考图2。变压器包括:变压器原边线圈,第一变压器副边线圈、第二变压器副边线圈;变压器原边线圈直接或间接并联在对应的电池簇的正端、负端之间;第一变压器副边线圈并联在均衡电路的两交流端,第二变压器副边线圈并联在限流电路的两交流端。均衡电路与限流电路串联连接在状态管理电路输出侧的正端、负端之间,可以为均衡电路位于状态管理电路输出侧的正端一侧、限流电路位于状态管理电路输出侧的负端一侧;也可以为限流电路位于状态管理电路输出侧的正端一侧,均衡电路位于状态管理电路输出侧的负端一侧。
其中,第一旁路开关M01并联在均衡电路的两端,此处均衡电路的两端指均衡电路与状态管理电路输出侧相连的一端以及与限流电路相连的一端,第二旁路开关M02并联在限流电路的两端,此处限流电路的两端指限流电路与状态管理电路输出侧相连的一端以及与均衡电路相连的一端。第一旁路开关M01被断开、第二旁路开关M02被连通时,限流电路被短路,状态管理装置切换为第一工作模式,均衡模式;第一旁路开关M01被连通、第二旁路开关M02被断开时,均衡电路被短路,状态管理装置切换为第二工作模式,限流模式。
一实施例中,还包括:输入调节电路,变压器原边线圈通过输入调节电路并联在对应的电池簇的正端、负端之间。输入调节电路用于当状态管理装置切换为第一工作模式时,结合均衡电路对正向输出电压的大小进行调节;还用于当状态管理装置切换为第二工作模式时,对反向输出电压的大小进行调节。
一实施例中,输入调节电路包括:输入全桥电路Hin;输入全桥电路Hin的两中点分别与变压器原边线圈的两端相连;输入全桥电路Hin的两直流端分别与对应的电池簇的正端、负端相连。
一实施例中,输入全桥电路Hin包括:开关管M1、M2、M3、M4,开关管M1的负极与开关管M2的正极相连,开关管M3的负极与M4的正极相连,开关管M1的正极与开关管M3的正极相连后与对应电池簇的正端相连,开关管M2的负极与开关管M4的负极相连后与对应电池簇的负端相连。开关管M1与开关管M2之间的节点、开关管M3与M4之间的节点分别为输入全桥电路的两中点,分别与变压器原边线圈的两端相连。
具体工作过程为:接通第二旁路开关M02,使限流电路不接入,断开第一旁路开关M01,使均衡电路接入。输入全桥电路Hin的开关管M1、M2、M3、M4依次导通,均衡电路接通,使状态管理装置的输出端输出正向输出电压。通过调整输入全桥电路和/或均衡电路的相位角度,控制状态管理装置的正向输出电压大小,从而控制电池簇的电流,实现各个电池簇之间的不同程度的均衡控制。接通第一旁路开关M01,使均衡电路不接入,断开第二旁路开关M02,使限流电路反向接入,输入全桥电路Hin的开关管M1、M2依次导通,开关管M3、M4依次导通,使状态管理装置的输出端输出反向输出电压。通过调整开关管M1、M2和开关管M3、M4的相位角度,控制状态管理装置的反向输出电压上升率,从而限制电池簇的电流,实现不同程度的短路限流功能。
一实施例中,均衡电路包括:双向均衡全桥电路H0;双向均衡全桥电路的两中点为均衡电路的两交流端。
一实施例中,双向均衡全桥电路H0包括:双向开关管M5、M6、M7、M8,双向开关管M5的一端与双向开关管M6的一端相连,双向开关管M7的一端与双向开关管M8的一端相连,双向开关管M5的另一端与双向开关管M7的另一端相连后与对应电池簇的正端相连,双向开关管M6的另一端与双向开关管M8的另一端相连后与限流电路相连。双向开关管M5与双向开关管M6之间的节点、双向开关管M7与双向开关管M8之间的节点分别为双向均衡全桥电路的两中点,分别与第一变压器副边线圈的两端相连。均衡模式下,均衡电路工作,请参考图3,图中黑色部分为工作部分,被虚化的部分为不工作部分。如图4所示为该运行模式下的波形图,输入全桥电路Hin的开关管M1、M2、M3、M4依次导通,双向均衡全桥电路H0的双向开关管M5、M6、M7、M8依次导通,vpri代表变压器原边线圈电压,vsec代表变压器副边线圈电压,iLs代表流入变压器的电流。该运行模式下,通过控制输入全桥电路Hin和双向均衡全桥电路H0之间的相位角度,进而控制变压器原边线圈电压和变压器副边线圈电压之间的相位角度,从而调节输出侧电压。
上述实施例中,是以均衡电路与电池簇的正端相连、限流电路与电池簇的负端相连为例,不同实施例中,也可为限流电路与电池簇的正端相连,均衡电路与电池簇的负端相连,此时为开关管M5的正极与开关管M7的正极相连后与限流电路相连,开关管M6的负极与开关管M8的负极相连后与对应电池簇的负端相连。
一实施例中,限流电路包括:限流单元;限流单元包括:双向限流全桥电路以及单向限流全桥电路;单向限流全桥电路的两中点为限流电路的两交流端;双向限流全桥电路的两中点分别与均衡电路的直流端、母线电容相连;双向限流全桥电路的两直流端分别与单向限流全桥电路的两直流端相连。
一较佳实施例中,限流电路包括:至少两个依次串联的限流单元,第二变压器副边线圈也包括至少两个,第二变压器副边线圈与限流单元一一对应;多个双向限流全桥电路的中点依次串联。
一实施例中,请参考图2,以包括m个限流单元为例,限流电路包括:第一限流单元、第二限流单元,…第m限流单元,其中第k限流单元包括:第k双向限流全桥电路Hk1以及第k单向限流全桥电路Hk2。第k双向限流全桥电路Hk1包括:双向开关管Sk1、Sk2、Sk3、Sk4,第k单向限流全桥电路Hk2包括:开关管Rk1、Rk2、Rk3、Rk4。双向开关管Sk1的一端与双向开关管Sk2的一端相连,双向开关管Sk3的一端与双向开关管Sk4的一端相连;开关管Rk1的负极与开关管Rk2的正极相连,开关管Rk3的负极与开关管Rk4的正极相连。双向开关管Sk1的另一端与双向开关管Sk2的另一端相连后与开关管Rk1的正极相连,再与开关管Rk3的正极相连,双向开关管Sk2的另一端与双向开关管Sk4的另一端相连后与开关管Rk2的负极相连,再与开关管Rk4的负极相连。双向开关管Sk1与双向开关管Sk2之间的节点、双向开关管Sk3与双向开关管Sk4之间的节点分别为第k双向限流全桥电路Hk1的两中点,分别与对应的第二变压器副边线圈的两端相连。开关管Rk1与开关管Rk2之间的节点、开关管Rk3与开关管Rk4之间的节点分别为第k单向限流全桥电路Hk2的两中点,第1单向限流全桥电路的其中一中点与均衡电路相连,第m单向限流全桥电路的其中一中点与对应的电池簇的负端相连。第一单向限流全桥电路的另一中点与第二单向限流全桥电路的其中一中点相连,第二单向限流全桥电路的其中一中点与其另一中点相连,…,第m单向限流全桥电路的另一中点分别依次串联。限流模式下,限流电路工作时,请参考图5所示,图中黑色部分为工作部分,被虚化的部分为不工作部分。如图6所示为该运行模式下的波形图,断开第二旁路开关M02,通过单向限流全桥电路Hk2的开关管Rk1和Rk4将限流部分反向接入;开通第一旁路开关M01,使均衡部分不接入;第k双向限流全桥电路Hk1的双向开关管Sk1、Sk2、Sk3、Sk4只开通各自的正向续流开关管,输入全桥电路Hin的开关管M1、M2依次导通,开关管M3、M4依次导通。vpri代表变压器原边线圈电压,iLm代表变压器励磁电感的电流。该运行模式下,通过控制输入全桥电路Hin两个桥臂之间的相位角度,进而控制变压器原边线圈电压的脉冲宽度、变压器励磁电感电流iLm的峰值和每个开关周期内变压器传递的能量,从而调节输出侧电压。
一实施例中,还提供一种并联电池簇,其包括:上述任一实施例的并联电池簇状态管理系统以及多个并联电池簇。
上述实施例提供的并联电池簇状态管理系统及并联电池簇,实现了并联电池簇充放电过程中的均衡和短路工况下的限流,电路简洁、效率高;适用于汽车动力电池、储能电站以及电池梯次利用等场合。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分形式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行、另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。前述的存储介质包括:U盘、只读存储器、随机存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本说明书的描述中,参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此处公开的仅为本发明的优选实施例,本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化,均应落在本发明所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种并联电池簇状态管理系统,其特征在于,包括:多个状态管理装置,所述状态管理装置与电池簇一一对应;
所述电池簇的正端相互连接,作为并联电池簇的正端;
所述状态管理装置的输出正端与对应的所述电池簇的负端相连;
所述状态管理装置的输出负端相互连接,作为并联电池簇的负端;
所述状态管理装置被配置为能够在至少两种工作模式之间切换:第一工作模式、第二工作模式;
所述状态管理装置切换为第一工作模式时,所述状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为正向输出电压,进而调节对应的所述电池簇的电流;
所述状态管理装置切换为第二工作模式时,所述状态管理装置的输出正端与输出负端之间的电压为反向输出电压,进而限制对应的所述电池簇的电流。
2.根据权利要求1所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,所述状态管理装置切换为第一工作模式时,还能够受控对所述正向输出电压的大小进行调节;
所述状态管理装置切换为第二工作模式时,还能够受控对所述反向输出电压的大小进行调节。
3.根据权利要求1所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,每个所述状态管理装置包括:变压器、均衡电路、限流电路、第一旁路开关以及第二旁路开关;
所述变压器包括:变压器原边线圈,第一变压器副边线圈、第二变压器副边线圈;
所述变压器原边线圈直接或间接并联在对应的所述电池簇的正端、负端之间;
所述第一变压器副边线圈并联在所述均衡电路的两交流端,所述第二变压器副边线圈并联在所述限流电路的两交流端;
所述均衡电路与所述限流电路串联连接在所述状态管理电路输出侧的正端、负端之间;
所述第一旁路开关并联在所述均衡电路的两端,所述均衡电路的两端为所述均衡电路与所述状态管理电路输出侧相连的一端以及与所述限流电路相连的一端,所述第二旁路开关并联在所述限流电路的两端,所述限流电路的两端为所述限流电路与所述状态管理电路输出侧相连的一端以及与所述均衡电路相连的一端;
所述第一旁路开关被断开、所述第二旁路开关被连通时,所述限流电路被短路,所述状态管理装置切换为第一工作模式;所述第一旁路开关被连通、所述第二旁路开关被断开时,所述均衡电路被短路,所述状态管理装置切换为第二工作模式。
4.根据权利要求3所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,所述均衡电路包括:双向均衡全桥电路;
所述双向均衡全桥电路的两中点为所述均衡电路的两交流端。
5.根据权利要求3所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,所述限流电路包括:限流单元;
所述限流单元包括:双向限流全桥电路以及单向限流全桥电路;
所述单向限流全桥电路的两中点为所述限流电路的两交流端;
所述双向限流全桥电路的两中点分别与所述均衡电路的直流端、所述状态管理电路输出侧相连;
所述双向限流全桥电路的两直流端分别与所述单向限流全桥电路的两直流端相连。
6.根据权利要求5所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,所述限流电路包括:至少两个依次串联的所述限流单元,所述第二变压器副边线圈也包括至少两个,所述第二变压器副边线圈与所述限流单元一一对应;
多个所述双向限流全桥电路的中点依次串联。
7.根据权利要求3至5任一项所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,还包括:输入调节电路,所述变压器原边线圈通过所述输入调节电路并联在对应的所述电池簇的正端、负端之间;
所述输入调节电路用于当所述状态管理装置切换为第一工作模式时,结合所述均衡电路对所述正向输出电压的大小进行调节;还用于当所述状态管理装置切换为第二工作模式时,对所述反向输出电压的大小进行调节。
8.根据权利要求7所述的并联电池簇状态管理系统,其特征在于,所述输入调节电路包括:输入全桥电路;
所述输入全桥电路的两中点分别与所述变压器原边线圈的两端相连;
所述输入全桥电路的两直流端分别与对应的电池簇的正端、负端相连。
9.一种并联电池簇,其特征在于,包括:多个并联的电池簇以及如权利要求1至8任一项所述的并联电池簇状态管理系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210008599.8A CN114204647B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210008599.8A CN114204647B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114204647A true CN114204647A (zh) | 2022-03-18 |
CN114204647B CN114204647B (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=80658038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210008599.8A Active CN114204647B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114204647B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115800416A (zh) * | 2022-08-12 | 2023-03-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 储能系统、储能系统的控制方法、计算机设备和存储介质 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043723A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
WO2016015329A1 (zh) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 冷再兴 | 一种dc-ac双向功率变换器拓扑结构 |
CN106849235A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-13 | 山东谦恒电子科技有限公司 | 一种均衡电路及控制方法 |
CN207442455U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-01 | 银隆新能源股份有限公司 | 一种用于储能系统电池模块的电压均衡电路 |
CN109755948A (zh) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 银隆新能源股份有限公司 | 用于储能系统电池模块的电压均衡电路及其电压均衡方法 |
CN113517747A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-10-19 | 阳光储能技术有限公司 | 一种电池簇均衡储能系统及其控制方法 |
CN113632340A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-09 | 远景能源有限公司 | 一种电池系统及其均衡管理方法 |
CN113659683A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-16 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻控制方法 |
CN113783251A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-10 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻调节电路 |
-
2022
- 2022-01-06 CN CN202210008599.8A patent/CN114204647B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043723A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
WO2016015329A1 (zh) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 冷再兴 | 一种dc-ac双向功率变换器拓扑结构 |
CN106849235A (zh) * | 2017-02-13 | 2017-06-13 | 山东谦恒电子科技有限公司 | 一种均衡电路及控制方法 |
CN207442455U (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-01 | 银隆新能源股份有限公司 | 一种用于储能系统电池模块的电压均衡电路 |
CN109755948A (zh) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 银隆新能源股份有限公司 | 用于储能系统电池模块的电压均衡电路及其电压均衡方法 |
CN113632340A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-09 | 远景能源有限公司 | 一种电池系统及其均衡管理方法 |
CN113659683A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-16 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻控制方法 |
CN113783251A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-10 | 四川科陆新能电气有限公司 | 一种用于电池簇间均衡的虚拟内阻调节电路 |
CN113517747A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-10-19 | 阳光储能技术有限公司 | 一种电池簇均衡储能系统及其控制方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115800416A (zh) * | 2022-08-12 | 2023-03-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 储能系统、储能系统的控制方法、计算机设备和存储介质 |
CN115800416B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-11-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 储能系统、储能系统的控制方法、计算机设备和存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114204647B (zh) | 2023-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qi et al. | Review of battery cell balancing techniques | |
EP3029801B1 (en) | System and method for cell balancing and charging using a serially coupled inductor and capacitor | |
US9397508B2 (en) | System and method for cell balancing and charging using a serially coupled inductor and capacitor | |
US10193356B2 (en) | Electrochemical energy accumulator and balancing method | |
CN102163854A (zh) | 一种多单体串联动力锂电池组充放电均衡电路 | |
CN107134599B (zh) | 一种串联电池组的电压均衡电路及其工作方法 | |
WO2012042401A2 (en) | Charge balancing system | |
CN102593893A (zh) | 一种实现电池组均衡放电的系统 | |
WO2023179732A1 (zh) | 一种集成环流抑制和荷电状态均衡电路的并联电池簇拓扑 | |
CN204905967U (zh) | 一种模块化大功率电池组的无损均衡管理系统 | |
Vardhan et al. | Modeling of single inductor based battery balancing circuit for hybrid electric vehicles | |
CN114709497A (zh) | 一种并联电池簇状态控制系统及其环流抑制方法、荷电状态均衡方法 | |
Shibata et al. | Management of serially-connected battery system using multiple switches | |
CN216659649U (zh) | 化成分容电路、设备及系统 | |
CN114204647A (zh) | 并联电池簇状态管理系统及并联电池簇 | |
CN111492557A (zh) | 管理装置和电源系统 | |
CN111490572B (zh) | 采用倍压开关储能元件的均衡装置、方法及电池管理系统 | |
Wang et al. | A novel switched capacitor circuit for battery cell balancing speed improvement | |
Nie et al. | Fast battery equalization with isolated bidirectional DC-DC converter for PHEV applications | |
CN207225116U (zh) | 均衡电路 | |
CN113224816B (zh) | 串联电池组隔离接口、选通网络、保护与均衡电路、方法 | |
CN214506576U (zh) | 一种多串锂电池混合均衡电路 | |
CN110021985B (zh) | 一种电池管理系统 | |
CN112542871A (zh) | 一种串联电池组混合式均衡电路及其控制方法和装置 | |
Marcin et al. | Overview of Active Balancing Methods and Simulation of Capacitor Based Active Cell Balancing for Battery Pack in EV |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Rui Inventor after: Yang Jiatao Inventor before: Yang Jiatao Inventor before: Li Rui |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |