CN217063321U - 电池簇间均衡调节系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池簇间均衡调节系统，涉及电池技术领域；电池簇间均衡调节系统，包括：多个电池簇，每一电池簇均用于连接汇流母线；多个调节装置，调节装置与电池簇一一对应连接，调节装置用于对对应的电池簇进行充电或放电；均衡母线，每一调节装置均与均衡母线连接，均衡母线用于均衡至少两个电池簇之间的荷电状态；电池管理系统，电池管理系统与调节装置、电池簇连接，电池管理系统用于根据每一电池簇的荷电状态，来控制对应的调节装置对电池簇进行充电或放电。本申请的电池簇间均衡调节系统，能够在降低制造成本和电池簇间均衡调节系统损耗的同时，实现对电池簇之间的荷电状态进行均衡调节。

Description

电池簇间均衡调节系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池簇间均衡调节系统。

背景技术

相关技术中，储能电池系统由多个电池簇并联而成。在储能电池系统中，电池簇运行一段时间后，会因为各种因素会导致电池簇之间的SOC(电池的荷电状态，指电池中剩余电荷的可用状态)出现不一致，电池簇就会因为电池簇之间的SOC差异影响到储能电池系统在额定功率下的充放电量，导致储能电池系统的最大可用容量变小。为此，通常会设置调节装置对每一个电池簇进行调节，使每一个电池簇的SOC达到一致。但是此种调节方式，一方面，调节装置本身的制造成本较高；另一方面调节装置在使用时会产生较大的系统损耗；较高的制造成本和系统损耗会导致调节成本较高，不利于能源的高效率利用。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池簇间均衡调节系统，能够在降低制造成本和电池簇间均衡调节系统损耗的同时，对电池簇之间的荷电状态进行均衡调节。

根据本申请实施例的电池簇间均衡调节系统，包括：

多个电池簇，每一所述电池簇均用于连接汇流母线；

多个调节装置，所述调节装置与所述电池簇一一对应连接，所述调节装置用于对对应的所述电池簇进行充电或放电；

均衡母线，每一所述调节装置均与所述均衡母线连接，所述均衡母线用于均衡至少两个所述电池簇之间的荷电状态；

电池管理系统，所述电池管理系统与所述调节装置、所述电池簇连接，所述电池管理系统用于根据每一所述电池簇的荷电状态，来控制对应的所述调节装置对所述电池簇进行充电或放电。

根据本申请实施例的电池簇间均衡调节系统，至少具有如下有益效果：通过每一电池簇配备一个调节装置，并设置均衡母线将多个电池簇的调节装置进行并联；当电池管理系统检测出任何一个电池簇出现荷电状态与所有电池簇的平均荷电状态不一致时，电池管理系统通过控制多个调节装置对对应的电池簇进行对应的充放电，进而实现多个电池簇之间的荷电状态的均衡，而设置调节装置通过均衡母线来进行均衡后，降低了调节装置的额定功率，也不需设置复杂的调节装置进行更高输出功率的调节，进而减少了电池簇间均衡调节系统的功率损耗，降低了调节装置的制造成本；因此，本申请的电池簇间均衡调节系统，能够在降低制造成本和电池簇间均衡调节系统损耗的情况下，对多个电池簇之间的荷电状态进行均衡调节。

根据本申请的一些实施例，所述均衡母线包括：

正极母线、负极母线；

或，

A相交流母线、B相交流母线、C相交流母线。

根据本申请的一些实施例，所述电池管理系统包括控制模块、检测模块，所述检测模块与所述控制模块通信连接，所述检测模块用于检测所述电池簇的荷电状态。

根据本申请的一些实施例，所述调节装置包括功率调节模块，所述功率调节模块用于调节所述电池簇当前均衡的充放电功率。

根据本申请的一些实施例，所述功率调节模块为直流/直流变换电路，所述直流/直流变换电路包括以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、开关电容变换电路、LLC谐振变换电路、双主动全桥变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路。

根据本申请的一些实施例，所述线性稳压电源电路设置有稳压器LM317。

根据本申请的一些实施例，所述功率调节模块为直流/交流变换电路，所述直流/交流变换电路为三相桥式四象限逆变电路或两相全桥双向逆变电路。

根据本申请的一些实施例，所述电池簇间均衡调节系统还包括变流器，所述变流器的一侧与所述汇流母线连接。

根据本申请的一些实施例，所述电池簇间均衡调节系统还包括电池簇开关，所述电池簇开关设置在所述电池簇和所述汇流母线之间，所述电池簇开关与所述控制模块通信连接，所述控制模块用于根据所述检测模块检测到的所述电池簇的荷电状态控制所述电池簇开关的连接或分断。

根据本申请的一些实施例，所述电池簇间均衡调节系统还包括电源模块，所述电源模块用于给所述调节装置、所述电池管理系统供电。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请一个实施例所提供的电池簇间均衡调节系统的电路原理图；

图2为本申请另一实施例所提供的电池簇间均衡调节系统的电路原理图。

附图标记：

第一电池簇100、第二电池簇200、第三电池簇300。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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。

下面参照图1描述根据本申请实施例的电池簇间均衡调节系统。

可以理解的是，如图1所示，根据本申请实施例的电池簇间均衡调节系统，包括：

多个电池簇，每一电池簇均用于连接汇流母线；

多个调节装置，调节装置与电池簇一一对应连接，调节装置用于对对应的电池簇进行充电或放电；

均衡母线，每一调节装置均与均衡母线连接，均衡母线用于均衡至少两个电池簇之间的荷电状态；

电池管理系统，电池管理系统与调节装置、电池簇连接，电池管理系统用于根据每一电池簇的荷电状态，来控制对应的调节装置对电池簇进行充电或放电。

通过每一电池簇配备一个调节装置，并设置均衡母线将多个电池簇的调节装置进行并联；当电池管理系统检测出任何一个电池簇出现荷电状态与所有电池簇的平均荷电状态不一致时，电池管理系统通过控制多个调节装置对对应的电池簇进行对应的充放电，进而实现多个电池簇之间的荷电状态的均衡，而设置调节装置通过均衡母线来进行均衡后，降低了调节装置的额定功率，也不需设置复杂的调节装置进行更高输出功率的调节，进而减少了电池簇间均衡调节系统的功率损耗，降低了调节装置的制造成本；因此，本申请的电池簇间均衡调节系统，能够在降低制造成本和电池簇间均衡调节系统损耗的情况下，对多个电池簇之间的荷电状态进行均衡调节。

可以理解的是，如图1和图2所示，均衡母线包括：

正极母线、负极母线；

或，

A相交流母线、B相交流母线、C相交流母线。

需要说明的是，均衡母线的数量根据需要进行设置，当需要将电池簇的直流电转为交流电时，均衡母线设置为A、B、C三相每相一根共三根线；当只需要单相交流电，或，当需要电池簇的直流电转为直流电时，均衡母线设置为正极、负极每极一根共两根线。

可以理解的是，电池管理系统包括控制模块、检测模块，检测模块与控制模块通信连接，检测模块用于检测电池簇的荷电状态。

需要说明的是，检测模块与电池簇一一对应设置，每一电池簇设置有一个检测模块。

可以理解的是，调节装置包括功率调节模块，功率调节模块用于调节电池簇当前均衡的充放电功率。

需要说明的是，均衡是指平均和平衡，当前均衡是指某一时刻所有电池簇需要对荷电状态需要再平衡，且平衡后的荷电状态为这一时刻所有电池簇的平均荷电状态。具体地，不同时刻，所有电池簇的平均荷电状态不同。

可以理解的是，功率调节模块为直流/直流变换电路，直流/直流变换电路包括以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、开关电容变换电路、LLC谐振变换电路、双主动全桥变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路。除了上述电路之外，还有更多电路可以作为直流/直流变换电路，本申请实施例对此不再一一列举。

需要说明的是，当需要通过直流/直流的方式进行功率调节时，如图1所示，均衡母线设置为两条，可以采用上述变换电路、推挽电路中的一种或多种进行充电或放电。具体地，根据充放电功率的需求可以将Buck变换电路和Boost变换电路设置为串联或者并联。进一步地，单种电路也可以设置为多重，例如，多重Buck-Boost变换电路。

可以理解的是，线性稳压电源电路设置有稳压器LM317。

可以理解的是，功率调节模块为直流/交流变换电路，直流/交流变换电路包括三相桥式四象限逆变电路、两相全桥双向逆变电路。除了上述电路之外，还有更多电路可以作为直流/交流变换电路，本申请实施例对此不再一一列举。

需要说明的是，当需要通过直流/交流的方式进行功率调节时，如图2所示，均衡母线设置为A相交流母线、B相交流母线、C相交流母线，可以采用上述直流/交流变换电路进行充电或放电。具体地，根据充放电功率的需求可以通过设置调节装置的功率角来进行充电或放电。进一步地，根据各电池簇的SOC调整对应调节装置的功率完成均衡。

可以理解的是，电池簇间均衡调节系统还包括变流器，变流器的一侧与汇流母线连接。

需要说明的是，汇流母线包括正极汇流线和负极汇流线。

需要说明的是，当多个电池簇需要并网时，变流器与汇流母线连接的一侧为输入端，变流器的另一侧为输出端。

可以理解的是，电池簇间均衡调节系统还包括电池簇开关，电池簇开关设置在电池簇和汇流母线之间，电池簇开关与控制模块通信连接，控制模块用于根据检测模块检测到的电池簇的荷电状态控制电池簇开关的连接或分断。

可以理解的是，电池簇间均衡调节系统还包括电源模块，电源模块用于给调节装置、电池管理系统供电。

下面对电池簇间均衡调节系统的工作过程进行进一步描述。

如图1和图2所示，当电池管理系统的检测模块检测到第一电池簇100的荷电状态比第二电池簇200的荷电状态低时，电池管理系统的控制模块根据第一电池簇100、第二电池簇200的荷电状态，控制第一电池簇100与负极母线、正极母线之间的第一开关断开，控制第二电池簇200与负极母线、正极母线之间的第二开关断开，并控制调节装置1为充电状态、调节装置2为放电状态，充电功率为调节装置1的额定功率，放电功率为调节装置2的额定功率，且调节装置1的额定功率等于调节装置2的额定功率。当电池管理系统检测到第一电池簇100、第二电池簇200的荷电状态一致时，停止调节装置1的充电、调节装置2的放电，完成均衡调节。

同理，当第一电池簇100、第二电池簇200、第三电池簇300存在差异时，可以断开对应的第一开关、第二开关、第三开关，通过电池管理系统，设置调节装置1、调节装置2、调节装置3的充电或放电状态，以便进行均衡调节。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池簇间均衡调节系统，其特征在于，包括：

多个电池簇，每一所述电池簇均用于连接汇流母线；

多个调节装置，所述调节装置与所述电池簇一一对应连接，所述调节装置用于对对应的所述电池簇进行充电或放电；

均衡母线，每一所述调节装置均与所述均衡母线连接，所述均衡母线用于均衡至少两个所述电池簇之间的荷电状态；

电池管理系统，所述电池管理系统与所述调节装置、所述电池簇连接，所述电池管理系统用于根据每一所述电池簇的荷电状态，来控制对应的所述调节装置对所述电池簇进行充电或放电。

2.根据权利要求1所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述均衡母线包括：

正极母线、负极母线；

或，

A相交流母线、B相交流母线、C相交流母线。

3.根据权利要求1所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述电池管理系统包括控制模块、检测模块，所述检测模块与所述控制模块通信连接，所述检测模块用于检测所述电池簇的荷电状态。

4.根据权利要求1所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述调节装置包括功率调节模块，所述功率调节模块用于调节所述电池簇当前均衡的充放电功率。

5.根据权利要求4所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述功率调节模块为直流/直流变换电路，所述直流/直流变换电路包括以下电路中的一个或多个：线性稳压电源电路、Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、开关电容变换电路、LLC谐振变换电路、双主动全桥变换电路、正激变换电路、反激变换电路、半桥推挽电路、全桥推挽电路、全桥移相变换电路。

6.根据权利要求5所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述线性稳压电源电路设置有稳压器LM317。

7.根据权利要求4所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述功率调节模块为直流/交流变换电路，所述直流/交流变换电路为三相桥式四象限逆变电路或两相全桥双向逆变电路。

8.根据权利要求1所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述电池簇间均衡调节系统还包括变流器，所述变流器的一侧与所述汇流母线连接。

9.根据权利要求3所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述电池簇间均衡调节系统还包括电池簇开关，所述电池簇开关设置在所述电池簇和所述汇流母线之间，所述电池簇开关与所述控制模块通信连接，所述控制模块用于根据所述检测模块检测到的所述电池簇的荷电状态控制所述电池簇开关的连接或分断。

10.根据权利要求1所述的电池簇间均衡调节系统，其特征在于，所述电池簇间均衡调节系统还包括电源模块，所述电源模块用于给所述调节装置、所述电池管理系统供电。

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