智能均衡配电设备、智能均衡配电系统和复合能源系统技术方案

本发明专利技术公开了智能均衡配电设备，用于实现若干电池分组模块间的电压均衡，智能均衡配电设备包括：每一第一电极接入端用于连接对应的电池分组模块的第一电极端，第二电极接入端用于连接电池分组模块的第二电极端；负总接口单元连接第二电极接入端；每一主支路模块的第一端分别连接对应的第一电极接入端和对应的预充回路模块的第一端，每一主支路模块的第二端分别连接正总接口单元和对应的预充回路模块的第二端；每一预充回路模块均包括第一开关元件和功率电阻，每一主支路模块均包括第二开关元件。能有效电池组间的防止环流问题，均衡控制电池组间的电压，提高电池寿命和行车安全。

Intelligent equilibrium distribution equipment, intelligent equilibrium distribution system and composite energy system

The invention discloses a device for realizing the intelligent distribution balance, voltage balance of battery packet between modules, intelligent distribution equilibrium apparatus includes: a first electrode for each access terminal module is connected with the battery packet corresponding to the first electrode terminal, second electrodes for second electrode connecting end connected with the battery packet module; negative interface unit connected to the second the electrode connecting end; the first end of the first electrode pre charging circuit module access terminal and the corresponding first end of each main branch module which are connected to the main branch, each of the second end of the pre charging circuit module are respectively connected with the positive total interface unit and the corresponding second ends; each module includes pre charging circuit the first switch element and a power resistor, each branch module includes a second switch element. It can effectively prevent circulation problem between battery groups, control the voltage of battery pack, improve battery life and drive safety.

【技术实现步骤摘要】
智能均衡配电设备、智能均衡配电系统和复合能源系统
本专利技术涉及电池
，尤其涉及智能均衡配电设备、智能均衡配电系统和复合能源系统。
技术介绍
随着我国混合电动汽车、纯电动汽车和储能电源的发展，对高能量的电池组及能源设备的需求日益增长。目前，大多电池组通过一系列的电池串、并联来提高电池组的容量，满足大功率的需求。为了满足大功率设备功率需求的变大，这就需要在电源设计时并联更多的电池组，而单体电池性能参数的不一致性，使得电池组间的直接并联会产生环流现象，电池内部形成环流电流，而且电池组中电池与电池之间都会产生不可控制和无法预期的充放电，造成电池或超级电容的过充过放现象，影响电池使用寿命。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种智能均衡配电设备、智能均衡配电系统和复合能源系统，能有效电池组间的防止环流问题，均衡控制电池组间的电压，提高电池寿命和行车安全。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了智能均衡配电设备，用于实现电池组单元中的若干电池分组模块间电压均衡，所述电池组单元包括若干电池分组模块；所述智能均衡配电系统包括：若干第一电极接入端、第二电极接入端、若干预充回路模块、若干主支路模块、正总接口单元和负总接口单元；其中，每一所述第一电极接入端用于连接对应的所述电池分组模块的第一电极端，所述第二电极接入端，用于连接所述电池分组模块的第二电极端；所述负总接口单元连接所述第二电极接入端；每一所述主支路模块的第一端分别连接对应的所述第一电极接入端和对应的所述预充回路模块的第一端，每一所述主支路模块的第二端分别连接所述正总接口单元和对应的所述预充回路模块的第二端；每一所述预充回路模块均包括第一开关元件和功率电阻，所述第一开关元件的第一端作为所述预充回路模块的第一端，所述第一开关的第二端连接所述功率电阻的第一端，所述功率电阻的第二端作为所述预充回路模块的第二端；每一所述主支路模块均包括第二开关元件，所述第二开关元件的第一端作为所述主支路模块的第一端，所述第二开关元件的第二端作为所述主支路模块的第一端的第二端。进一步的，还包括第一电容接入端，用于接入超级电容单元的第一电极端；所述第二电极接入端还用于连接所述超级电容单元的第二电极端；其中，所述超级电容单元包括超级电容和DC/DC转换器，所述超级电容和所述DC/DC转换器并联，所述DC/DC转换器的第一端作为超级电容单元的第一电极端，所述DC/DC转换器的第二端作为所述超级电容单元的第二电极端。与现有技术相比，本专利技术公开的智能均衡配电设备，通过设有若干主支路模块，每一主支路模块用于控制对应电池分组模块的对外充放电的通断，而与主支路模块相对应预充回路模块用于实现电池分组模块间的电压均衡，通过断开主支路模块且闭合预充回路模块，以实现电池分组模块间的端电压基本相等，以消除环流现象的技术方案，解决了现有技术电池内部形成环流电流，而且电池组中电池与电池之间都会产生不可控制和无法预期的充放电，造成电池或超级电容的过充过放现象，影响电池使用寿命的问题。进一步的，还包括：第一通讯接入端，用于接入预充回路模块控制信号以控制所述预充回路模块的开启和关闭，所述预充回路模块的控制端连接至所述第一通讯接入端；第二通讯接入端，用于接入主支路模块控制信号以控制所述主支路模块开启和关闭，所述主支路模块的控制端连接至所述第二通讯接入端；第三通讯接入端，用于接入正总接口单元控制信号以控制所述正总接口单元的开启和关闭，所述正总接口单元的控制端连接至所述第三通讯接入端；第四通讯接入端；用于接入负总接口单元控制信号以控制所述负总接口单元的开启和关闭，所述负总接口单元的控制端连接至所述第四通讯接入端。进一步的，所述正总接口单元包括充电正接口和放电正接口，所述负总接口单元包括充电负接口和放电负接口。进一步的，还包括若干电流检测模块和第五通讯输出端，每一所述主支路模块的第一端通过对应的电流检测模块连接对应所述第一电极接入端；所述电流检测模块的反馈端连接所述第五通讯输出端；每一所述电流检测模块用于获取所在支路上的电流；每一所述电流检测模块包括一分流器，所述分流器的第一端连接对应的所述第一电极接入端，所述分流器的第二端连接对应的所述主支路模块的第一端，所述分流器的反馈端作为所述电流检测模块的反馈端连接所述第五通讯输出端。进一步的，还包括：若干第一熔断器，每一所述主支路模块通过对应的所述第一熔断器连接所述正总接口单元。进一步的，所述正总接口单元还包括第一总继电器，所述负总接口单元还包括第二总继电器；所述充电正接口和所述放电正接口均用于通过所述第一总继电器连接每一所述主支路模块的第二端，所述第一总继电器的控制端作为所述正总接口单元的控制端；所述充电负接口和所述放电负接口均用于通过所述第二总继电器连接每一所述电池片单元的第二电极端，所述第二总继电器的控制端作为所述负总接口单元的控制端。相应的，本专利技术实施例还提供智能均衡配电系统，包括上述所述的智能均衡配电设备，还包括管理单元，所述管理单元包括第一通讯端、第二通讯端、第三通讯端、第四通讯端、第五通讯端和第六通讯端，；其中，所述第一通讯端连接所述第一通讯接入端，所述第二通讯端连接所述第一通讯接入端，所述第三通讯端连接所述第三通讯接入端，所述第四通讯端连接所述第四通讯接入端，所述第五通讯端连接所述第五通讯输出端；第六通讯端，用于连接每一所述电池分组模块的控制端。进一步的，所述管理单元还包括：第七通讯端，用于连接超级电容单元的控制端；其中，所述超级电容单元包括超级电容和DC/DC转换器，所述超级电容和所述DC/DC转换器并联，所述超级电容单元的控制端分别连接所述超级电容的控制端和所述DC/DC转换器的控制端。相应的，本专利技术实施例还提供复合能源系统，包括上述所述的智能均衡配电系统，还包括：电池组单元，所述电池组单元还包括若干电池分组模块；每一所述第一电极接入端连接所述电池分组模块的第一电极端，所述第二电极接入端连接所述电池分组模块的第二电极端；每一所述电池分组模块的控制端均连接所述第六通讯端；进一步的，电池分组模块除了必要的电池进行供电外，通常还可以包括电池管理系统BMS对电池分组模块内的电池进行相应的管理控制；超级电容单元，所述超级电容单元的第一电极端连接所述第一电容接入端，所述超级电容单元的第二电极端连接所述第二电极接入端，所述超级电容单元的控制端连接所述第七通讯端；所述超级电容单元包括超级电容和DC/DC转换器，所述超级电容和所述DC/DC转换器并联，所述DC/DC转换器的第一端作为所述超级电容单元的第一电极端，所述DC/DC转换器的第二端作为所述超级电容单元的第二电极端；所述超级电容单元的控制端分别连接所述超级电容的控制端和所述DC/DC转换器的控制端。附图说明图1是本专利技术实施例中智能均衡配电设备的结构示意图；图2是本专利技术实施例中智能均衡配电系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中复合能源系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能均衡配电设备，其特征在于，用于实现电池组单元中的若干电池分组模块间电压均衡，所述智能均衡配电设备包括：若干第一电极接入端、第二电极接入端、若干预充回路模块、若干主支路模块、正总接口单元和负总接口单元；其中，每一所述第一电极接入端用于连接对应的所述电池分组模块的第一电极端，所述第二电极接入端用于连接所述电池分组模块的第二电极端；所述负总接口单元连接所述第二电极接入端；每一所述主支路模块的第一端分别连接对应的所述第一电极接入端和对应的所述预充回路模块的第一端，每一所述主支路模块的第二端分别连接所述正总接口单元和对应的所述预充回路模块的第二端；每一所述预充回路模块均包括第一开关元件和功率电阻，所述第一开关元件的第一端作为所述预充回路模块的第一端，所述第一开关的第二端连接所述功率电阻的第一端，所述功率电阻的第二端作为所述预充回路模块的第二端；每一所述主支路模块均包括第二开关元件，所述第二开关元件的第一端作为所述主支路模块的第一端，所述第二开关元件的第二端作为所述主支路模块的第一端的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种智能均衡配电设备，其特征在于，用于实现电池组单元中的若干电池分组模块间电压均衡，所述智能均衡配电设备包括：若干第一电极接入端、第二电极接入端、若干预充回路模块、若干主支路模块、正总接口单元和负总接口单元；其中，每一所述第一电极接入端用于连接对应的所述电池分组模块的第一电极端，所述第二电极接入端用于连接所述电池分组模块的第二电极端；所述负总接口单元连接所述第二电极接入端；每一所述主支路模块的第一端分别连接对应的所述第一电极接入端和对应的所述预充回路模块的第一端，每一所述主支路模块的第二端分别连接所述正总接口单元和对应的所述预充回路模块的第二端；每一所述预充回路模块均包括第一开关元件和功率电阻，所述第一开关元件的第一端作为所述预充回路模块的第一端，所述第一开关的第二端连接所述功率电阻的第一端，所述功率电阻的第二端作为所述预充回路模块的第二端；每一所述主支路模块均包括第二开关元件，所述第二开关元件的第一端作为所述主支路模块的第一端，所述第二开关元件的第二端作为所述主支路模块的第一端的第二端。2.如权利要求1所述的智能均衡配电设备，其特征在于，还包括第一电容接入端，用于接入超级电容单元的第一电极端；所述第二电极接入端还用于连接所述超级电容单元的第二电极端；其中，所述超级电容单元包括超级电容和DC/DC转换器，所述超级电容和所述DC/DC转换器并联，所述DC/DC转换器的第一端作为超级电容单元的第一电极端，所述DC/DC转换器的第二端作为所述超级电容单元的第二电极端。3.如权利要求1所述的智能均衡配电设备，其特征在于，还包括：第一通讯接入端，用于接入预充回路模块控制信号以控制所述预充回路模块的开启和关闭，所述预充回路模块的控制端连接至所述第一通讯接入端；第二通讯接入端，用于接入主支路模块控制信号以控制所述主支路模块开启和关闭，所述主支路模块的控制端连接至所述第二通讯接入端；第三通讯接入端，用于接入正总接口单元控制信号以控制所述正总接口单元的开启和关闭，所述正总接口单元的控制端连接至所述第三通讯接入端；第四通讯接入端；用于接入负总接口单元控制信号以控制所述负总接口单元的开启和关闭，所述负总接口单元的控制端连接至所述第四通讯接入端。4.如权利要求1所述智能均衡配电设备，其特征在于，所述正总接口单元包括充电正接口和放电正接口，所述负总接口单元包括充电负接口和放电负接口。5.如权利要求3所述智能均衡配电设备，其特征在于，还包括若干电流检测模块和第五通讯输出端，每一所述主支路模块的第一端通过对应的电流检测模块连接对应所述第一电极接入端；所述电流检测模块的反馈端连接所述第五通讯输出端；每一所述电流检测模块用于获取所在支路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊会元，王攀，许铀，宗志坚，
申请(专利权)人：中山大学，东莞中山大学研究院，广东技术师范学院，
类型：发明
国别省市：广东,44