模拟DC可控制电流电子式开关制造技术

本实用新型专利技术提供一种模拟DC可控制电流电子式开关，其包括：一总总线、以并联方式耦接于总总线的至少两个电池组串、耦接于总总线的一充电器，以及耦接于总总线的一逆变器，该总总线包括极性相反的多个第一金氧半场效晶体管(MOSFET)组及多个第二MOSFET组，其中，这些电池组串的其中一端耦接于这些第一MOSFET组，这些电池组串的另一端耦接于这些第二MOSFET组，每个电池组串还包括多个串联的电池芯，且每个电池组串都具有一最高电压及一最低电压，在运行充电、放电或同时充放电操作时，各个电池组串之间可独立运作而不会有互相干扰。

Analog DC controllable current electronic switch

The utility model provides a simulation of DC can control the current electronic switch, which comprises: a bus, in a parallel mode coupled to the general bus at least a two battery charger series, coupled with the general bus, and an inverter coupled to the general bus, the bus consists of multiple polarity the first MOS transistor opposite (MOSFET) group and second MOSFET group, among them, these batteries on one end coupled to the first MOSFET group, the other end is connected to the battery on the second MOSFET group, series also includes a plurality of series connected battery core of each cell group, and each battery string has a maximum voltage and a minimum voltage in the operation of charging and discharging or charging and discharging operation, independent operation without mutual interference between strings of each battery can be.

【技术实现步骤摘要】
模拟DC可控制电流电子式开关
本技术涉及一种利用可控制电流的方式来控制电池组串的电子式开关，使储能系统中的各电池组串可独立进行充放电以及并联放电，且不会互相干扰运作。
技术介绍
随着大容量电池的制造技术日益月新，大容量电池也渐渐被供应在电动车、工业供电系统或家庭用电系统上，每一种大容量电池都由多个小电池单元所组成，进而可形成中型或大型的电池模块。传统的大容量电池供应系统一般设计复杂，且由于需要大量的电池单元以串并联方式组成电池模块，再由电池模块以串联方式形成电池组串，且一般电池单元的电压约在2.8V~4.2V之间，而大容量储能电池供应系统往往需要高电压驱动，故需要大量的电池单元串接。而一般单体锂电池能量低，需要大量并接。因此，电池单元在使用一段时间后，电压及蓄电能量，会渐渐发生差异。当电池单元串并联组合成电池模块后，其中的一个电池单元的蓄电能量低于或高于其它电池单元时，电池模块的内部将会形成回流导致各电池模块特性不一致，并发生电压差异。若无法达到电压一致性，则当某一电池组串在充电时，能量较小的电池模块将会率先充饱，使得电压超出电池模块的高压临界，但与之串联的其他电池模块则尚未充饱，若此时整个电池组串未停止充电，则该高电压电池模块将会发生过充电状况，导致该电池模块内的电池单元因为电压过高而产生短路或漏电，造成电池燃烧或劣化。当某一电池组串在放电时，能量比较低的电池模块将会率先放电完成，使得电压低于电池模块的低压临界，但与之串联的其他电池模块则尚未完全放电，若此时整个电池组串未停止放电，则该低电压电池模块将会发生过放电状况，导致该电池模块内的电池单元劣化而可能形成负载过热，严重时会造成电池燃烧。目前制作大容量电池的工厂，为了要符合用户的使用习惯，大多依照客户的电压及容量需求，先以电池单元串并联成更高容量的电池模块，再由电池模块串接成高电压的电池组串。再依照高容量储能系统电池容量的需求，将多个电池组串以直流总线进行并接后，形成电池组直接供给负载。串并联工艺虽然简单，且可以电池模块为监测单元，随时检测电池模块电压的一致性，提高监测电池的效率，但如此设计造成的缺陷有：无法监测到电池单元的个别情况、无法移除或更换单一电池模块、当更换新电池时，新旧电池的电池组串电压特性无法控制会影响整个电池组的性能、电池组在负载启动及瞬间充电时，瞬间大放电电流及瞬间大回充电流的冲击电流会影响电池的寿命。
技术实现思路
有鉴于此，专利技术人开发出更简便及先进的设计，能够避免上述的缺陷，安装方便且能达到更高效益，兼顾使用弹性与经济性等考虑，因此遂有本技术的产生。本技术所欲解决的问题在于：1、现有的电池单元串并联组合成电池模块后，会导致的各电池模块特性不一致，而发生电压差异的问题。2、现有的电池模块可作为监测单元，随时检测电池模块电压的一致性，提高监测电池的效率，但无法监测到电池单元的个别情况、无法移除或更换单一电池模块。3、现有的电池组在负载启动及瞬间充电时，瞬间大放电电流及瞬间大回充电流的冲击电流会影响电池寿命的问题。本技术为解决前述的问题，以达到的功效在于：1、通过将电池先串联后并联的方式以控制每个分流电池组串，达到维持电池模块电压的稳定性。2、通过本技术的技术设计，每个电池组串可独立运作不相互干扰影响。3、延长电池组串的启动时间，能降低对其他电池的影响。为使进一步说明并阐述解决前述现有技艺的问题，以达到所预期的功效，本技术提供一种模拟DC可控制电流电子式开关，包括：一总总线、至少两个电池组串及一逆变器，其中，该总总线耦接一充电器，并包括多个并列的金氧半场效晶体管(MOSFET)组串，MOSFET组串具有一第一MOSFET组及一第二MOSFET组，且第一MOSFET组与第二MOSFET组的极性相反，其中，电池组串以并联的方式对应耦接MOSFET组串，且电池组串的一端耦接第一MOSFET组，电池组串的另一端耦接第二MOSFET组，电池组串还包括多个串联的电池芯，电池组串并具有一最高电压值及一最低电压值，而该逆变器耦接总总线，借以在充电、放电或同时充放电操作时，逆变器对这些电池组串依序进行充电、放电或同时充放电，使各个电池组串之间可独立运作而不会有互相干扰。于一实施例中，这些电池组串具有一第一电池组串，该第一电池组串的最高电压具有一第一高阀值，且第一电池组串的最低电压具有一第一低阀值；这些电池组串具有一第二电池组串，该第二电池组串的最高电压具有一第二高阀值，且第二电池组串的最低电压具有一第二低阀值；这些电池组串具有一第三电池组串，该第三电池组串的最高电压具有一第三高阀值，且第三电池组串的最低电压具有一第三低阀值。本技术还提供一种使用模拟DC可控制电流电子式开关的充电方法，其包括下列步骤：a.)充电时，全部电池组串一起进行充电，充电的次序从电池组串中的电压值最低者先开始；b.)当第一电池组串的电压值增加到V1且V1为第二低阀值时，将第二电池组串加入进行充电，并联的第一电池组串及第二电池组串的电压值为V12；c.)当V12的值为第三低阀值时，将第三电池组串加入进行充电，并联的第一电池组串、第二电池组串及第三电池组串的电压值为V13。其中，模拟DC可控制电流电子式开关的充电方法进一步包括：当V1为第一高阀值时，停止第一电池组串的充电；当V12为第二高阀值时，停止第二电池组串的充电；当V13为第三高阀值时，停止第三电池组串的充电。在充电过程之中，当电池组串中的任一电池芯的电压值超过一预定值Vhigh-c，立即停止该电池芯的该电池组串的充电。本技术还提供一种使用模拟DC可控制电流电子式开关的放电方法，其包括下列步骤：a.)放电时，全部电池组串一起进行放电，放电的次序从电池组串中的电压值最高者先开始；b.)当第三电池组串的电压值减少到V3且V3与第二电池组串当前的电压值V2相等时，对第二电池组串开始进行放电；c.)当第二电池组串的电压值减少到V2’且V2’与第一电池组串当前的电压值相等时，对第一电池组串开始进行放电。其中，使用模拟DC可控制电流电子式开关的放电方法进一步包括：当电池组串的电压值为第三低阀值时，则即切断第三电池组串，第一电池组串及第二电池组串继续放电；当电池组串的电压值为第二低阀值时，则即切断第二电池组串，第一电池组串继续放电；当电池组串的电压值为第一低阀值时，则即切断第一电池组串。在放电时，当电池组串中的任一电池芯的电压值低于一预定值Vlow-c，立即停止电池芯的所属电池组串的放电。在一实施例中，使用模拟DC可控制电流电子式开关的放电方法还包括，当电池组串中的最后一组在放电，同时多个待充电电池组串必须立即充电时，开启充电器，将充电器电压值升至最后一组电池组串的当前电压值，然后关闭最后一组电池组串；当充电器电压值下降至待充电电池组串的电压值时，将待充电电池组串开启；当将充电器的电压值升高到最后一组电池组串的电压值时，再将最后一组电池组串加入一起充电。附图说明图1为本技术的一具体实施例的示意图。图2-3为本技术的一具体实施例的电路图。附图标记说明充电器10逆变器12MOSFET组串11、13、15第一MOSFET组141、142、143、144、145第二MOSFET组161、162、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟DC可控制电流电子式开关，其特征在于，其包括：一总总线，其耦接一充电器，该总总线包括多个并列的金氧半场效晶体管组串，该金氧半场效晶体管组串具有一第一金氧半场效晶体管组及一第二金氧半场效晶体管组，该第一金氧半场效晶体管组与该第二金氧半场效晶体管组的极性相反；至少两个电池组串，这些电池组串以并联的方式对应耦接这些金氧半场效晶体管组串，其中，该电池组串的一端耦接该第一金氧半场效晶体管组，该电池组串的另一端耦接该第二金氧半场效晶体管组，该电池组串包括多个串联的电池芯，该电池组串具有一最高电压值及一最低电压值；以及一逆变器，耦接该总总线，借以在运行充电、放电或同时充放电操作的其中一者时，该逆变器对这些电池组串依序进行充电、放电或同时充放电的其中一者，使得各个电池组串之间能够独立运作而不会有互相干扰。

【技术特征摘要】
1.一种模拟DC可控制电流电子式开关，其特征在于，其包括：一总总线，其耦接一充电器，该总总线包括多个并列的金氧半场效晶体管组串，该金氧半场效晶体管组串具有一第一金氧半场效晶体管组及一第二金氧半场效晶体管组，该第一金氧半场效晶体管组与该第二金氧半场效晶体管组的极性相反；至少两个电池组串，这些电池组串以并联的方式对应耦接这些金氧半场效晶体管组串，其中，该电池组串的一端耦接该第一金氧半场效晶体管组，该电池组串的另一端耦接该第二金氧半场效晶体管组，该电池组串包括多个串联的电池芯，该电池组串具有一最高电压值及一最低电压值；以及一逆变器，耦接该总总线，借以在运行充电、放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林暐宏，陈声伟，黄文弘，
申请(专利权)人：东莞乔登节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44