[实用新型]一种蓄电池充放电的连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池充放电的连接装置。

背景技术

目前，蓄电池充放电的装置已经被越来越广泛地应用在各个电力电子行业中，但是由于蓄电池存在以下缺点：(1)制造时初始容量不同；(2)容量在使用过程的衰减速率不同；(3)自放电速率不同，使得相同标称容量的单体电池串联应用时，各单体的实际荷电量不同，不能同时充满、同时放完，造成电池容量的浪费，而且这种状况会随着电池充放电循环次数和荷电时间的增加而不断加剧。

为克服上述问题，一些蓄电池(如铅酸电池)采用均充的办法，即通过对已充满的单体过充电使其他单体充满，这是以浪费电能和牺牲电池循环寿命为代价的。另一些电池(如锂离子电池、双电层电容器等)，其结构机理决定不能过充或过放，否则会导致不可恢复的破坏，必须采取专门的保护措施。

现有的过充过放保护措施(也有称充放电均衡措施)主要有电阻分流方法，限压电路分流方法，单向DC-DC分流方法，开关电容均压方法等。前两种需消耗功率，后两种虽能回收部分功率，但效率低且控制复杂，实现成本高。本实用新型无须专门的控制，便可在充放电的全过程中自动分配各单体的充放电流，保持各单体电池端电压的一致，使各单体电池同步充满或同步放完，而且转换效率高，此外本实用新型还可同时提供低压端口，在电动汽车等应用中可省去专门的降压型DC-DC变换器。

实用新型内容

为了解决上述蓄电池充放电中存在的问题，本实用新型提供了一种结构简单，方便实用的蓄电池充放电的连接装置，其内容如下：

一种蓄电池充放电的连接装置，该装置包括至少一个蓄电池，及与蓄电池个数相同的双向直流一直流变换器，其中所有的蓄电池串联在一起，蓄电池组的正极与高压母线的正极相连，其负极与高压母线的负极相连，且每个蓄电池与一双向直流-直流变换器的一侧同极性相联，该双向直流-直流变换器的另一侧正极与低压母线的正极相连，其负极与低压母线的负极相连。

从上可知，本实用新型通过将每个蓄电池和双向直流-直流变换器相连，使蓄电池组的充放电能够同步完成，具有较高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的连接装置示意图；

图2是双向DC-DC变换器的等效电路图。

具体实施例

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。如图1所示，B1、B2、B3至Bn为n个单只蓄电池，P1、P2、P3至Pn为n个双向隔离型DC-DC变换器，各变换器的A侧端口与对应的单只电池的正负极同极性连接后，再将各单只电池串联构成直流高压母线VH，各变换器的B侧端口同极性连接并联构成低压母线VL。

图2是双向DC-DC变换器的等效电路，其中T为理想变压器，R为折算到A侧的等效内阻，其固有传输特性是保持B侧电压是A侧电压的M倍，即VB＝M*VA，当VB小于M*VA时，功率由A侧向B侧传输，反之则由B侧向A侧传输，传输的最大功率或电流能够被限制。当各DC-DC变换器B侧并联后，B侧电压均为VL，则所有端电压高于VL/M的单只电池通过对应的DC-DC向低压母线放出功率，所有端电压低于VL/M的单只电池通过对应的DC-DC从低压母线吸收功率，平衡时各单只电池的端电压均等于VL/M，从而使各单只电池同时充满、同时放空。DC-DC选择合适的电压传输比，可得到合适的低压母线电压VL(如12V上下，24V上下等)为电动汽车等的低压电气系统供电。当从低压母线输出功率时，各单只电池同时向低压母线放出功率，当向低压母线输入功率时，各单只电池同时从低压母线接收功率。

以下结合图1对适用于小型电动轿车的蓄电池成组方案的实施例进行说明。B1、B2、B3至BN为100Ah锂离子单体电池，共80节，电池单体端电压为3.0V至4.1V，成组后高压母线电压为240V至328V。DC-DC变换器P1、P2、P3至PN(共80个)电压传输比M均为4，则低压母线电压为12V至16.4V。根据有关标准，锂离子电池的出厂容量最大值与最小值相差10％，即与平均值相差±5％，考虑到电池使用中容量衰减及自放电不一致，设实际容量与平均值相差±10％，若电池最大充放电电流为100A，则DC-DC变换器A侧最大电流为10A即可，即DC-DC变换器的最大变换功率为41W，低压母线端口可输入输出的最大功率约3KW。

以上对本实用新型所提供的一种蓄电池充放电连接装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想；同时，对于本领域的

般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书的内容不应理解为对本实用新型的限制。