一种三电平电池组的充放电电路制造技术

一种三电平电池组的充放电电路，在锂电池组的正极至中性极间的正极组和中性极至负极间的负极组的两端分别并联设有第一分流单元和第二分流单元，并由BMS控制单元监测正极组和负极组的电压，在正极组电压高于负极组电压时，控制第一开关闭合和第二开关断开，在正极组电压低于负极组电压时，控制第一开关断开和第二开关闭合，从而实现锂电池组正负两端充电电压的均衡。本实用新型专利技术的充放电电路，采用单电平的充电机配合组间均衡电路，实现了对三电平电池组的均衡充电，有效地延长了电池组的放电时间和使用寿命。

A charge discharge circuit of three-level battery pack

【技术实现步骤摘要】
一种三电平电池组的充放电电路
本技术涉及UPS行业的锂电池
，更具体来讲，涉及一种三电平电池组的充放电电路。
技术介绍
带中线的三电平电池组与UPS母线连接，在放电时由于UPS端负载水平的波动，使得电池组的正极和负极放电不均衡，而在充电时，正极和负极又通过同一充电回路一起充电。久而久之，电池正、负两端的放电电压不一致，从而使电池组放电能力变差。若考虑采用对正极和负极各设一充电回路分开充电，不仅导致硬件成本过高，还增大了装置的体积，与小型精细化的设计方向相去甚远。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种三电平电池组的充放电电路。为实现上述目的，本技术提供了一种三电平电池组的充放电电路，用于在UPS设备中对电池组进行充放电；所述UPS设备具有母线，其具有高电位端、低电位端和中电位端，并电连接电池组以在充放电时分别作为电源和负载；所述电路包括：锂电池组，包括多个电池单元，并具有正极、负极和中性极，其分别与母线的高电位端、低电位端和中电位端电连接；所述正极至中性极间的电池单元构成正极组，所述中性极至负极间的电池单元构成负极组；直流充电机，其输入端电连接母线的高电位端和低电位端，其输出端电连接锂电池组的正极和负极，以建立充电回路；其还控制所述充电回路的闭合或断开，并调整充电电压和充电电流；第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极和负极分别连接锂电池组的正极和母线的高电位端，所述第二二极管的正极和负极分别连接母线的低电位端和锂电池组的负极，以建立放电回路；第一分流单元和第二分流单元；所述第一分流单元包括第一分流电阻和第一开关，其并联设于正极组的两端；所述第二分流单元包括第二分流电阻和第二开关，其并联设于负极组的两端；BMS控制单元，其电连接锂电池组以检测其充电电压，并电连接第一开关和第二开关；其在正极组电压高于负极组电压时，控制第一开关闭合，第二开关断开；其在正极组电压低于负极组电压时，控制第一开关断开，第二开关闭合。在某一实施例中：所述第一开关和第二开关为继电器或接触器。在某一实施例中：所述BMS控制单元电连接每个电池单元，以分别获取其充电电压，并经累加计算获得所述正极组电压和负极组电压。在某一实施例中：还包括电流传感器，其电连接所述BMS控制单元，并设于所述充电回路上，用以检测锂电池组的充电电流；所述BMS控制单元还电连接所述直流充电机，以根据所检测的充电电流和充电电压控制直流充电机闭合或断开充电回路，或调整充电电压和充电电流。在某一实施例中：所述BMS控制单元通过CAN总线与直流充电机进行通信。在某一实施例中：还包括直流断路器，其设于母线和锂电池组间，用于控制母线和锂电池组间电连接的通断。在某一实施例中：所述直流断路器为三极断路器，其分别用于控制所述正极与高电位端、负极与低电位端、中性极与中电位端间电连接的通断。相较于现有技术，本技术的有益效果在于：(1)本技术实施例的三电平电池组充放电电路，通过在锂电池组的正极至中性极间的正极组和中性极至负极间的负极组的两端分别并联设有第一分流单元和第二分流单元，并由BMS控制单元监测正极组和负极组的电压，在正极组电压高于负极组电压时，控制第一开关闭合和第二开关断开，以使第一分流电阻分去正极组的一部分充电电流，从而使正极组和负极组的电压接近一致；而在正极组电压低于负极组电压时，控制第一开关断开和第二开关闭合，以使第二分流电阻分去负极组的一部分充电电流，从而也能使正极组和负极组的电压接近一致；(2)本技术实施例的三电平电池组充放电电路，采用单电平的充电机，并配合组间均衡电路，实现了对三电平电池组的均衡充电，解决了由于电池放电不平衡而导致的充电不平衡的问题，在充电过程中对电池长期放电不平衡造成的电池内部电解质不平衡的问题进行了校正，有效地延长了电池组的放电时间和使用寿命；(3)本技术实施例的三电平电池组充放电电路，未采用正极组和负极组分开充电的构造，而是通过二极管的截止特性在时序上分开充电回路与放电回路，放电回路能够始终处于准备状态，确保UPS设备使用锂电池组放电的连续性和可靠性，其还有效地节约了成本，维持了UPS设备的小体积优势；(4)本技术实施例的三电平电池组充放电电路，直流充电机可内置于电池组，使得UPS设备可以对锂电池组进行无线通信充电，并且该充放电电路可无缝替换原有的铅酸电池组，方便UPS设备的改造；(5)本技术实施例的三电平电池组充放电电路，第一开关和第二开关为继电器或接触器，以实现分流支路的快速通断响应。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面对实施例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技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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是本技术实施例的电路结构图；图2是本技术实施例的芯片引脚连接示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本技术实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了孔组别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本技术的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本技术的具体保护范围。本技术的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。本技术的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。本技术实施例提供了一种三电平电池组的充放电电路，用于在UPS设备中对电池组进行充放电。所述UPS设备具有母线，其具有高电位端A’、低电位端B’和中电位端C’，并电连接电池组以在充放电时分别作为电源和负载。具体的，所述电路包括：锂电池组、直流充电机、第一二极管和第二二极管、第一分流单元和第二分流单元和B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三电平电池组的充放电电路，用于在UPS设备中对电池组进行充放电；所述UPS设备具有母线，其具有高电位端、低电位端和中电位端，并电连接电池组以在充放电时分别作为电源和负载；其特征在于，所述电路包括：/n锂电池组，包括多个电池单元，并具有正极、负极和中性极，其分别与母线的高电位端、低电位端和中电位端电连接；所述正极至中性极间的电池单元构成正极组，所述中性极至负极间的电池单元构成负极组；/n直流充电机，其输入端电连接母线的高电位端和低电位端，其输出端电连接锂电池组的正极和负极，以建立充电回路；其还控制所述充电回路的闭合或断开，并调整充电电压和充电电流；/n第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极和负极分别连接锂电池组的正极和母线的高电位端，所述第二二极管的正极和负极分别连接母线的低电位端和锂电池组的负极，以建立放电回路；/n第一分流单元和第二分流单元；所述第一分流单元包括第一分流电阻和第一开关，其并联设于正极组的两端；所述第二分流单元包括第二分流电阻和第二开关，其并联设于负极组的两端；/nBMS控制单元，其电连接锂电池组以检测其充电电压，并电连接第一开关和第二开关；其在正极组电压高于负极组电压时，控制第一开关闭合，第二开关断开；其在正极组电压低于负极组电压时，控制第一开关断开，第二开关闭合。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三电平电池组的充放电电路，用于在UPS设备中对电池组进行充放电；所述UPS设备具有母线，其具有高电位端、低电位端和中电位端，并电连接电池组以在充放电时分别作为电源和负载；其特征在于，所述电路包括：
锂电池组，包括多个电池单元，并具有正极、负极和中性极，其分别与母线的高电位端、低电位端和中电位端电连接；所述正极至中性极间的电池单元构成正极组，所述中性极至负极间的电池单元构成负极组；
直流充电机，其输入端电连接母线的高电位端和低电位端，其输出端电连接锂电池组的正极和负极，以建立充电回路；其还控制所述充电回路的闭合或断开，并调整充电电压和充电电流；
第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的正极和负极分别连接锂电池组的正极和母线的高电位端，所述第二二极管的正极和负极分别连接母线的低电位端和锂电池组的负极，以建立放电回路；
第一分流单元和第二分流单元；所述第一分流单元包括第一分流电阻和第一开关，其并联设于正极组的两端；所述第二分流单元包括第二分流电阻和第二开关，其并联设于负极组的两端；
BMS控制单元，其电连接锂电池组以检测其充电电压，并电连接第一开关和第二开关；其在正极组电压高于负极组电压时，控制第一开关闭合，第二开关断开；其在正极组电压低于负极组电压时，控制第一开关断开，第二开关闭合。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜明，孟超，
申请(专利权)人：厦门海泰新能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35