[实用新型]一种电池能量均衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池技术领域，尤其涉及一种电池间能量快速均衡的电池能量均衡电路。

背景技术

储能电池组因单体之间的性能差异，不仅使电池能量不能充分发挥，而且会因个体失效对整组电池带来安全问题。目前改善已投入运行的电池组单体电池一致性的方法中，行之有效的是为系统增加均衡模块，实时动态地平衡单体电池间的能量。

均衡模块的一般方案为电阻放电、飞渡电容或储能电感转移能量、DC-DC模块转移能量等。以上方案存在能耗高、能量传输功率低、均衡速度慢等缺点，对于储能电站电池组电池一致性改善不明显。

发明内容

本实用新型主要解决了一般均衡模块存在能耗高、传输功率低、均衡速度慢的问题，提供了一种电池间能量快速均衡的电池能量均衡电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池能量均衡电路，包括若干串联的电池，在相邻电池之间连接有实现两节电池间能量双向流动的单元电路，所述单元电路包括受PWM脉冲控制进行有序开闭以形成能量流动路线的全桥逆变单元，储存高能量电池能量并将能量转移给低能量电池的储能电感单元和钳位电容单元，储能电感单元连接于全桥逆变单元与两节电池相连公共点之间，钳位电容单元并接在电池上，且分别与全桥逆变单元、储能电感单元形成连接。本实用新型在相邻电池之间设置公用的单元电路，通过PMW脉冲控制全桥逆变单元有序开闭，高能量电池的能量在储能电感单元和钳位电容单元的共同作用下快速相相邻电池传递，不仅实现了电池间能量快速均衡，还能在系统运行中出现个别电池异常失效情况下，依靠相邻电池来维持系统短时间正常运行，增强了系统鲁棒性。

作为上述方案的一种优选方案，所述全桥逆变单元包括两两互联的第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管，储能电感单元包括第一储能电感、第二储能电感，钳位电容单元包括分别与电池对应的第一钳位电容、第二钳位电容，第一场效应管与第二场效应管的公共连接点连接第一储能电感的一端，第三场效应管与第四场效应管的公共连接点连接第二储能电感的一端，第一场效应管与第三场效应管的公共连接点分别连接第一钳位电容的正极、与第一钳位电容对应的电池正极，第二场效应管与第四场效应管的公共连接点分别连接第二钳位电容负极、与第二钳位电容对应的电池负极。本方案中钳位电容单元可以防止过大的充电电流对电池的冲击，同时能够对储能电感单元充电，加快电荷转移。所有场效应管采取相同规格和型号，第一储能电感和第二储能电感电感量相等。

作为上述方案的一种优选方案，第一场效应管源极与第二场效应管漏极相连，第三场效应管源极与第四场效应管漏极相连，第一场效应管漏极与第三场效应管漏极相连，第二场效应管源极与第四场效应管源极相连，四个场效应管的栅极分别与外部供电的PWM控制电路连接。所有场效应管的PWM驱动占空比都取不高于50%，以降低电路的能量损耗。PWM控制电路采用外部电源供电，提高了控制电路本身效率和控制芯片供电的电压束缚，增加控制电路的可靠性。

作为上述方案的一种优选方案，全桥逆变单元、储能电感单元、钳位电容单元接入电池的连线上串联有保险丝。本方案增加保险丝以防止电池短路。

本实用新型的优点是：在相邻电池之间设置公用的单元电路，通过PMW脉冲控制全桥逆变单元有序开闭，高能量电池的能量在储能电感单元和钳位电容单元的共同作用下快速相相邻电池传递，不仅实现了电池间能量快速均衡，还能在系统运行中出现个别电池异常失效情况下，依靠相邻电池来维持系统短时间正常运行，增强了系统鲁棒性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的一种工作状态示意图；

图3是本实用新型实施例中的另一种工作状态示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种电池能量均衡电路，包括若干串联的电池，在相邻电池之间连接有实现两节电池间能量双向流动的单元电路。单元电路包括受PWM脉冲控制进行有序开闭以形成能量流动路线的全桥逆变单元，储存高能量电池能量并将能量转移给低能量电池的储能电感单元和钳位电容单元，储能电感单元连接于全桥逆变单元与两节电池相连公共点之间，钳位电容单元并接在电池上，且分别与全桥逆变单元、储能电感单元形成连接。