[发明专利]电池能量均衡装置、均衡系统及均衡方法

说明书

本发明实施例公开了一种电池能量均衡装置、均衡系统及均衡方法。该电池能量均衡装置包括：第一全桥模块、第二全桥模块、变压模块、谐振模块和控制模块。其中，第一全桥模块分别与待均衡电池、变压模块和控制模块相连；第二全桥模块分别与变压模块、谐振模块、控制模块和母线相连；变压模块还分别与谐振模块和控制模块相连；控制模块还与母线相连，用于通过控制第一全桥模块和第二全桥模块，对待均衡电池能量进行均衡。本发明实施例的电池能量均衡装置、均衡系统及均衡方法，能够实现能量的双向传递、信号隔离、低输入输出纹波，提高电池能量均衡效率。

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种电池能量均衡装置、均衡系统及均衡方法。

背景技术

电池能量均衡是利用电力电子技术，使锂电子电池单体电压保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生。若不进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各单体电池电压逐渐分化，使用寿命将大大缩减。

现有的电池能量均衡的方案分为消耗性和能量回馈性两种。

消耗性方案是在电池两端并联开关和电阻，当串联电池中的一节电池的电压较高，而其他电池的电压较低时，用电阻消耗掉该电池的能量。该方案结构简单，但是效率较低，并且不能对电池放电时进行能量均衡。

能量回馈性方案是当充电时有电池的电压较高或者放电时有电池的电压较低时，通过电路将能量送回母线或者从母线吸收电能，实现电池能量均衡。其中，母线指用高导电率的铜(铜排)、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力能力的产品。现有的能量回馈性方案多采用反激电路。采用反激电路的能量回馈性方案结构也简单，但是效率较低。

综上，在现有技术中存在电池能量均衡效率低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电池能量均衡装置、均衡系统及均衡方法，能够提高电池能量均衡效率。

一方面，本发明实施例提供了一种电池能量均衡装置，包括：第一全桥模块、第二全桥模块、变压模块、谐振模块和控制模块。

其中，第一全桥模块分别与待均衡电池、变压模块和控制模块相连；第二全桥模块分别与变压模块、谐振模块、控制模块和母线相连；变压模块还分别与谐振模块和控制模块相连；控制模块还与母线相连，用于通过控制第一全桥模块和第二全桥模块，对待均衡电池能量进行均衡。

在本发明的一个实施例中，第一全桥模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；第二全桥模块包括：第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；变压模块包括：变压器；谐振模块包括：电容、第一电感和第二电感；控制模块包括：控制器。

在本发明的一个实施例中，控制模块还包括：驱动器；控制器通过驱动器控制八个开关管的开关状态，对待均衡电池能量进行均衡。

在本发明的一个实施例中，控制器还用于：

依据母线的额定电压、谐振模块的谐振频率和允许通过电容的最大电流，确定电容参数；

依据电容参数以及谐振频率，确定第二电感参数；

依据谐振频率、母线的额定电压、待均衡电池的额定电压、变压器的变压比和第二电感参数，确定第一电感参数。

在本发明的一个实施例中，控制器具体用于：

采集母线两端的第一电压以及采集变压器的第一目标端和第二目标端两端的第二电压，其中，第一目标端为变压器与电容的连接端，第二目标端为变压器与第七开关管的连接端；

若第一电压与第二电压的电压差大于第一预设高压启动值，则控制八个开关管的开关状态，使母线的能量传递到待均衡电池；