主动均衡电路和能源管理系统技术方案

技术编号:19011225 阅读:92 留言:0更新日期:2018-09-22 10:43
本发明专利技术提供了一种主动均衡电路和能源管理系统,涉及能源管理技术领域,该均衡电路包括:均衡管理模块,以及与均衡管理模块连接的均衡模块;均衡模块包括电源转换单元和切换单元;切换单元包括多个切换电路;每个切换电路均包含电源输入接口和均衡接口;电源转换单元用于与输入电源连接,给储能元件充电;均衡管理模块用于采集储能元件的储能参数,将储能参数发送至处理器,以及,接收处理器下发的均衡命令,向均衡接口发送均衡信号,对储能元件进行均衡管理。本发明专利技术提供的主动均衡电路和能源管理系统,有助于减少电子元件的数量,在提升对储能元件组均衡管理性能的同时,也极大地降低了均衡的成本。

【技术实现步骤摘要】
主动均衡电路和能源管理系统
本专利技术涉及能源管理
,尤其是涉及一种主动均衡电路和能源管理系统。
技术介绍
储能元件可以将可再生能源大规模地接入电动车、电动船、电驱动机器人、电驱动飞行器、及其固定及移动能源等领域。特别是需要有快速或高功率充放电的储能电源等领域,需要大量的储能元件串并联组合而成,以达到所需电压及容量等级。而现有的储能元件因设计环境以及储能元件本身性能差异等因素,在使用中,很容易出现一致性逐渐变差的问题,造成储能元件成组后的性能降低,影响了储能效果。具体表现为:储能元件剩余电量(SOC,StateofCharge,剩余电量)估算变差;储能元件组寿命缩短,达不到单个储能元件寿命;个别储能元件离散化逐渐加重,严重影响储能元件组整体高功率充放电性能。因此,通常采用均衡管理的方式对储能元件组进行管理。目前,对储能元件均衡管理通常有两类:能量耗散型被动均衡方式,将电压高于平均值的储能元件分别用电阻消耗,使各储能元件电压基本一致,实现均衡管理,这种均衡管理方式能源利用效率最低;主动均衡方式,采用多路DC/DC隔离变换器实现能量流流动,或者采用一个储能元件分时供电方式;还有采用多绕组高频隔离变压器整流后分别供电。但是上述均衡方式与目前通用的均衡管理芯片不能很好衔接,导致所用元件过多,体积过大,进而造成主动均衡成本较高的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种主动均衡电路和能源管理系统,以缓解上述主动均衡成本较高的技术问题。第一方面,本专利技术实施例提供了一种主动均衡电路,包括:均衡管理模块,以及与均衡管理模块连接的均衡模块;均衡模块包括电源转换单元和切换单元;切换单元包括多个切换电路,其中,切换电路用于与储能元件连接;每个切换电路均包含电源输入接口和均衡接口;切换电路通过电源输入接口与电源转换单元连接,切换电路通过均衡接口与均衡管理模块连接;电源转换单元用于与输入电源连接,将输入电源转换成多路输出电源,并将多路输出电源分别传输至切换电路,给储能元件充电;均衡管理模块用于采集储能元件的储能参数,将储能参数发送至处理器,以及,接收处理器下发的均衡命令,向均衡接口发送均衡信号,对储能元件进行均衡管理。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,上述切换电路包括依次连接的第一开关支路和第二开关支路;电源输入接口的正极接口设置在第一开关支路;电源输入接口的负极接口设置在第二开关支路;均衡接口设置在第二开关支路的输入端;第二开关支路通过均衡接口接收均衡信号,根据均衡信号控制第一开关支路的通断状态,对储能元件进行均衡管理。结合第一方面的第一种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,第一开关支路为开关管开关支路,开关管为PNP型开关管。结合第一方面的第一种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,第二开关支路为开关管开关支路,开关管为NPN型开关管。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,上述均衡管理模块包括均衡管理芯片;均衡管理芯片设置有多个均衡引脚;每个切换电路的均衡接口均连接至均衡引脚。结合第一方面的第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,上述均衡管理模块还包括与均衡管理芯片连接的储能参数采集接口,用于采集储能参数,其中,储能参数采集接口包括电信号采集接口和温度采集接口;电信号采集接口与储能元件的输出端连接,用于采集储能元件的电参数;温度采集接口与温度传感器连接,用于采集储能元件的近场温度参数。结合第一方面的第四种可能的实施方式,本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,上述均衡管理芯片还包括通信接口;均衡管理芯片还用于通过通信接口与处理器连接,将储能参数发送至处理器,以使处理器对储能参数进行计算处理;以及,接收处理器下发的均衡命令。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,上述电源转换单元为多路输出高频电源,包括输入接口和多个输出接口;输入接口用于与输入电源连接;输出接口用于与切换电路的电源输入接口连接。第二方面,本专利技术实施例还提供一种能源管理系统,该能源管理系统包括处理器,还包括上述第一方面所述的均衡电路;其中,处理器与均衡电路连接。结合第二方面,本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,上述处理器包括多个接口;多个接口的种类至少包括通信接口和控制接口。本专利技术实施例带来了以下有益效果:本专利技术实施例提供的一种主动均衡电路和能源管理系统,通过切换电路与储能元件连接,并且,在切换电路上还包含电源输入接口和均衡接口,能够将输入电源通过切换电路传输给储能元件,进而实现给储能元件进行充电,同时均衡管理模块能够采集每个储能元件的储能参数,将储能参数发送至处理器,并在接收到处理器下发的均衡命令后,向均衡接口发送均衡信号,对储能元件进行均衡管理,有效避免了储能元件本身性能差异造成的一致性变差的问题,同时,通过均衡管理模块与切换电路衔接的均衡方式,也有助于减少电子元件的数量,在提升对储能元件组均衡管理性能的同时,也极大地降低了均衡的成本,提高了主动均衡电路的可靠性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种主动均衡电路的结构框图;图2为本专利技术实施例提供的一种切换电路的电路原理示意图;图3为本专利技术实施例提供的一种主动均衡电路的电路原理示意图;图4为本专利技术实施例提供的一种能源管理系统的结构框图;图5为本专利技术实施例提供的一种能源管理系统的电路原理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。通常,储能元件会因为设计过程、使用环境以及储能元件本身性能的差异,在使用中出现一致性逐渐变差的问题,很容易造成储能元件的性能降低,影响用户的使用效果。目前,常用的主动均衡电路与均衡管理芯片不能很好的衔接,造成所用元件过多,体积过大的问题,或者对于较好衔接的均衡管理芯片,其实现成本也较高。基于此,本专利技术实施例提供了一种主动均衡电路和能源管理系统,以缓解上述主动均衡成本较高的技术问题。为便于对本实施例进行理解,首先对本专利技术实施例所公开的一种均衡电路进行详细介绍。实施例一:本专利技术实施例提供了一种主动均衡电路,如图1所示的一种主动均衡电路的结本文档来自技高网...
主动均衡电路和能源管理系统

【技术保护点】
1.一种主动均衡电路,其特征在于,包括:均衡管理模块,以及与所述均衡管理模块连接的均衡模块;所述均衡模块包括电源转换单元和切换单元;所述切换单元包括多个切换电路,其中,所述切换电路用于与储能元件连接;每个所述切换电路均包含电源输入接口和均衡接口;所述切换电路通过所述电源输入接口与所述电源转换单元连接,所述切换电路通过所述均衡接口与所述均衡管理模块连接;所述电源转换单元用于与输入电源连接,将所述输入电源转换成多路输出电源,并将多路所述输出电源分别传输至所述切换电路,给所述储能元件充电;所述均衡管理模块用于采集所述储能元件的储能参数,将所述储能参数发送至处理器,以及,接收所述处理器下发的均衡命令,向所述均衡接口发送均衡信号,对所述储能元件进行均衡管理。

【技术特征摘要】
1.一种主动均衡电路,其特征在于,包括:均衡管理模块,以及与所述均衡管理模块连接的均衡模块;所述均衡模块包括电源转换单元和切换单元;所述切换单元包括多个切换电路,其中,所述切换电路用于与储能元件连接;每个所述切换电路均包含电源输入接口和均衡接口;所述切换电路通过所述电源输入接口与所述电源转换单元连接,所述切换电路通过所述均衡接口与所述均衡管理模块连接;所述电源转换单元用于与输入电源连接,将所述输入电源转换成多路输出电源,并将多路所述输出电源分别传输至所述切换电路,给所述储能元件充电;所述均衡管理模块用于采集所述储能元件的储能参数,将所述储能参数发送至处理器,以及,接收所述处理器下发的均衡命令,向所述均衡接口发送均衡信号,对所述储能元件进行均衡管理。2.根据权利要求1所述的主动均衡电路,其特征在于,所述切换电路包括依次连接的第一开关支路和第二开关支路;所述电源输入接口的正极接口设置在所述第一开关支路;所述电源输入接口的负极接口设置在所述第二开关支路;所述均衡接口设置在所述第二开关支路的输入端;所述第二开关支路通过所述均衡接口接收所述均衡信号,根据所述均衡信号控制所述第一开关支路的通断状态,对所述储能元件进行均衡管理。3.根据权利要求2所述的主动均衡电路,其特征在于,所述第一开关支路为开关管开关支路,所述开关管为PNP型开关管。4.根据权利要求2所述的主动均衡电路,其特征在于,所述第二开关支路为开关管开关支路,...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯汉春王宁
申请(专利权)人:天津金星奥宇科技有限公司
类型:发明
国别省市:天津,12

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