[发明专利]一种带有附加电源的可重构均衡电路

说明书

本发明提供一种带有附加电源的可重构均衡电路，包括单体电池模块、储能电池组、附加电源模块和负载。其中单体电池模块包含两个开关以及一个电池，通过控制相应开关的动作，可以决定单体电池的工作状态。储能电池组由各单体电池串联组成。附加电源模块由三个开关，一个附加电源和一个直流变换器组成，通过相应控制方法，维持负载端电压的恒定。本发明通过增加较低成本的元器件，可以在保留可重构均衡电路在均衡过程中高灵活性和高转换效率优点的前提下，在对储能电池组进行均衡过程中或部分电池出现故障时维持负载端电压。

技术领域

本发明涉及储能领域，尤其是电池组均衡系统，具体涉及一种带有附加电源的可重构均衡电路。

背景技术

由于电池在出厂以及使用过程中的不一致性，并且为提高电池组可用容量，降低单体电池处于过充过放的风险，需要对电池组中各单体电池进行均衡。

传统的主动均衡方法较难同时满足灵活性，低成本以及高转换效率。而可重构均衡电路通过让部分电池退出运行的方法，进而对电池组内各单体电池进行均衡，故其可以对电池组内单体电池进行较为灵活地均衡。而且由于不存在电量在电池组之间的流动，其转换效率可以达到传统的主动均衡电路很难达到的高度。

但可重构均衡电路在对电池组内单体电池进行均衡时，负载端电压会存在较大的波动。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有附加电源的可重构均衡电路。通过增加较低成本的元器件，在保留可重构均衡电路在均衡过程中高灵活性和高转换效率优点的同时，在均衡过程中或部分电池出现故障时维持负载端电压。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种带有附加电源的可重构均衡电路，其特征在于，包括：单体电池模块、储能电池组、附加电源模块和负载，各单体电池模块串联构成储能电池组，附加电源模块与储能电池组串联后与负载并联。

进一步地，所述单体电池模块，包括：开关S，开关K和单体电池，开关S与单体电池串联后与开关K并联。

进一步地，所述附加电源模块，包括：开关S1，开关S2，开关S3，一个附加电源和一个直流变换器，开关S1与附加电源串联后与开关S3并联，直流变换器的输入端与附加电源相连，直流变换器的输出端与开关S2串联后与开关S3并联。

进一步地，所述附加电源为与所述储能电池组中单体电池相同或相似型号的电池组成。

进一步地，所述直流变换器能够将所述附加电源模块中附加电源电压转换为所需要的电压，为所述负载供电。

进一步地，所述可重构均衡电路的工作模式包括：

当所述储能电池组正常工作于放电状态时，所述各单体电池模块中开关S闭合而开关K断开，所述附加电源模块中开关S3闭合而开关S1和开关S2断开；

当所述单体电池模块中的单体电池电量较低且需要均衡，或出现故障必须退出运行时，对应所述单体电池模块中开关S断开而开关K闭合，当退出运行的单体电池总电压与所述附加电源模块中附加电源电压相同或相似时，所述附加电源模块中开关S1闭合，开关S2和开关S3均断开；

当退出运行单体电池的总电压与所述附加电源模块中附加电源电压相差较大时，所述附加电源模块中开关S2闭合，开关S1和开关S3断开，所述附加电源模块中直流变换器将所述附加电源模块中附加电源电压转换为退出运行单体电池总电压；

当所述储能电池组处于充电状态时，若所述单体电池模块中存在电量较高且暂时不需要充电的单体电池时，相应所述单体电池模块中开关S断开而开关K闭合，其余所述单体电池模块中开关S闭合而开关K断开；