CN216672650U - 电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池，本发明的控制系统包括主控单元和若干电池模组；主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接；电池模组包括若干串联连接的子电池模组，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2。本发明不需要逆变器，结构简单，体积小，发热量小；通过三个动态串联实现交流输出的控制系统可以连接成三相电池，输出三相交流电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池组直流电逆变为交流电技术领域，特别涉及电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池。
背景技术
在电力应用上，无论是民用电还是商业用电，目前全球的用电设备都是以交流电供电方式为主，因此采用电池组的储能系统常常需要把电池组的直流电逆变为交流电来输出。国内外在电池组的逆变技术方面，采用的都是电池组与逆变电路完全分离的方式，逆变器是个相对独立的工作单元，独立于电池之外，逆变器以电池组为输入，内部采用开关电源电路及变压器或电感进行能量变换而产生交流输出电压，主要的逆变器类型包括工频隔离型、高频隔离型和高频无隔离型三种逆变方式，由于转换效率的关系，逆变器会损失部分储能电量，而且逆变器本身需要占用空间，并会产生较大的系统成本，功率越大成本越高；同时逆变器会产生较大的热量，使产品需要增加额外的散热处理措施并产生较大的热量。
实用新型内容
本实用新型提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，解决了现有电池组的储能系统通过逆变器将直流电逆变为交流电来输出时，存在转换效率低、占用空间大和发热量大的缺陷。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型首先提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，包括主控单元和若干电池模组；主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接，还包括BMS及驱动电路模块B1；电池模组包括为若干串联连接的子电池模组，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2，还包括与场效应管V1和场效应管V2电性连接的BMS及驱动电路模块B2，BMS及驱动电路模块B1与BMS及驱动电路模块B2通信连接且向BMS及驱动电路模块B2发送控制信号，BMS及驱动电路模块B1通过BMS及驱动电路模块B2控制场效应管V1和场效应管V2的通断。
作为进一步的技术方案，所述主电路中还串联有熔断器FUSE3。
作为进一步的技术方案，每个所述电池模组的两端还并联连接有场效应管K。
作为进一步的技术方案，所述子电池模组中还串联有熔断器FUSE1。
作为进一步的技术方案，所述全桥电路包括场效应管K16、场效应管K17、场效应管K18和场效应管K19，交流输出端OUT1通过场效应管K16和场效应管K17分别与所述主电路的两端电性连接，交流输出端OUT2通过场效应管K18和场效应管K19分别与所述主电路的两端电性连接。
作为进一步的技术方案，所述BMS及驱动电路模块B1包括电性连接的电池管理系统BMS1和场效应管驱动电路M1；BMS及驱动电路模块B2包括电性连接的电池管理系统BMS2和场效应管驱动电路M2，场效应管驱动电路M2分别与所述场效应管V1和所述场效应管V2电性连接；电池管理系统BMS1和电池管理系统BMS2通信连接，电池管理系统BMS1向电池管理系统BMS2发送控制信号。
作为进一步的技术方案，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2上均设置有隔离通信接口，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2通过隔离通信接口实现通信连接。
本实用新型其次提出了三相电池，包括上面所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统数量为三个，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统连接成用于输出三相交流电的三相电池。
作为进一步的技术方案，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统通过星型接法连接成三相电池。
作为进一步的技术方案，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT1分别连接到三根线上，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT2均连接到同一根线上。
本实用新型的有益效果：本实用新型的BMS及驱动电路模块B1和BMS及驱动电路模块B2通过控制子电池模组串联接入主控单元中的数量，使各个电池模组在串联后的输出电压以接近于交流220V/50Hz正弦波正半周的直流电压值进行变化，经过电感L1和电容C1滤波后成为光滑的波形，由场效应管K16、场效应管K17、场效应管K18和场效应管K19组成的全桥电路在每半周时变换开关导通位置，使输出端极性反向，从而使输出电压为完整的交流正弦波电压，电路中的熔断器FUSE3起输出短路保护作用，本实用新型不需要逆变器，结构简单，体积小，发热量小；三个电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统可以连接成三相电池，输出三相交流电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的电路连接图；
图2为实施例1中电池模组的电路连接；
图3为实施例1中BMS及驱动电路模块B1与BMS及驱动电路模块B2的电路连接图；
图4为实施例2的电路连接图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
参照图1-3，本实施例提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，包括主控单元和若干电池模组；主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，本实施例中的电池模组为15个，当然根据需要也中以选择其他个数，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接，还包括BMS及驱动电路模块B1；电池模组包括若干串联连接的子电池模组，本实施例中的子电池模组数量为2个，然根据需要也中以选择其他个数，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，本实施例中每个子电池模组中串联的电池单体为4个，当然根据需要也中以选择其他个数，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2，还包括与场效应管V1和场效应管V2电性连接的BMS及驱动电路模块B2，BMS及驱动电路模块B1与BMS及驱动电路模块B2通信连接且向BMS及驱动电路模块B2发送控制信号，BMS及驱动电路模块B1通过BMS及驱动电路模块B2控制场效应管V1和场效应管V2的通断。
作为进一步的技术方案，所述主电路中还串联有熔断器FUSE3，每个所述电池模组的两端还并联连接有场效应管K，所述子电池模组中还串联有熔断器FUSE1。
作为进一步的技术方案，所述全桥电路包括场效应管K16、场效应管K17、场效应管K18和场效应管K19，交流输出端OUT1通过场效应管K16和场效应管K17分别与所述主电路的两端电性连接，交流输出端OUT2通过场效应管K18和场效应管K19分别与所述主电路的两端电性连接。
作为进一步的技术方案，所述BMS及驱动电路模块B1包括电性连接的电池管理系统BMS1和场效应管驱动电路M1，场效应管驱动电路M1与所述场效应管K电性连接；BMS及驱动电路模块B2包括电性连接的电池管理系统BMS2和场效应管驱动电路M2，场效应管驱动电路M2分别与所述场效应管V1和所述场效应管V2电性连接；电池管理系统BMS1和电池管理系统BMS2通信连接，电池管理系统BMS1向电池管理系统BMS2发送控制信号。
作为进一步的技术方案，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2上均设置有隔离通信接口，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2通过隔离通信接口实现通信连接。
本实用新型的BMS及驱动电路模块B1和BMS及驱动电路模块B2通过控制子电池模块串联接入主控单元中的数量，使各个电池模组在串联后的输出电压以接近于交流220V/50Hz正弦波正半周的直流电压值进行变化，经过电感L1和电容C1滤波后成为光滑的波形，由场效应管K6、场效应管K7、场效应管K8和场效应管K9组成的全桥电路在每半周时变换开关导通位置，使输出端极性反向，从而使输出电压为完整的交流正弦波电压，电路中的熔断器FUSE3起输出短路保护作用，本实用新型不需要逆变器，结构简单，体积小，发热量小。
实施例2
参照图4，本实施例提出了三相电池，包括上面所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统数量为三个，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统连接成用于输出三相交流电的三相电池。
作为进一步的技术方案，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统通过星型接法连接成三相电池。
作为进一步的技术方案，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT1分别连接到三根线上，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT2均连接到同一根线上。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：
包括主控单元和若干电池模组；
主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接，还包括BMS及驱动电路模块B1；
电池模组包括若干串联连接的子电池模组，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2，还包括与场效应管V1和场效应管V2电性连接的BMS及驱动电路模块B2，BMS及驱动电路模块B1与BMS及驱动电路模块B2通信连接且向BMS及驱动电路模块B2发送控制信号，BMS及驱动电路模块B1通过BMS及驱动电路模块B2控制场效应管V1和场效应管V2的通断。
2.如权利要求1所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：所述主电路中还串联有熔断器FUSE3。
3.如权利要求1所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：每个所述电池模组的两端还并联连接有场效应管K。
4.如权利要求1所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：所述子电池模组中还串联有熔断器FUSE1。
5.如权利要求1所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：所述全桥电路包括场效应管K16、场效应管K17、场效应管K18和场效应管K19，交流输出端OUT1通过场效应管K16和场效应管K17分别与所述主电路的两端电性连接，交流输出端OUT2通过场效应管K18和场效应管K19分别与所述主电路的两端电性连接。
6.如权利要求1所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：所述BMS及驱动电路模块B1包括电性连接的电池管理系统BMS1和场效应管驱动电路M1；BMS及驱动电路模块B2包括电性连接的电池管理系统BMS2和场效应管驱动电路M2，场效应管驱动电路M2分别与所述场效应管V1和所述场效应管V2电性连接；电池管理系统BMS1和电池管理系统BMS2通信连接，电池管理系统BMS1向电池管理系统BMS2发送控制信号。
7.如权利要求6所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，其特征在于：所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2上均设置有隔离通信接口，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2通过隔离通信接口实现通信连接。
8.三相电池，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统数量为三个，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统连接成用于输出三相交流电的三相电池。
9.如权利要求8所述的三相电池，其特征在于：三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统通过星型接法连接成三相电池。
10.如权利要求9所述的三相电池，其特征在于：三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT1分别连接到三根线上，三个所述电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统的交流输出端OUT2均连接到同一根线上。
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