The invention relates to a series energy storage power multi-path equalization device and a method, which belongs to the field of power electronics. For n series energy storage monomers, the multipath equalization device consists of 1 inductors L, 6 switch tubes SA1, SA2, SB1, SB2, SB3, SB4, and n+2 bidirectional switches QA, Q0, Q1, etc. Qn is made up. The odd number of adjacent monomers is used as a unit to release energy and receive energy, and the number of monomers equal to 1 is a single body, and the unit number is greater than 3. By controlling the on-off of the switch tube and the bidirectional switch, energy can be transferred between the unit and the inductor, and the inductor works in a short circuit state when switching between different units. The invention can carry out the direct transfer of energy between any units, that is, the direct transmission of energy can be realized between any monomer and monomer, the monomer and the group, the group and the group. It has the advantages of short energy transfer path and high balance efficiency.
【技术实现步骤摘要】
串联储能电源多路径均衡装置及方法
本专利技术涉及一种串联储能电源多路径均衡装置及方法,属于电力电子
技术介绍
铅酸电池、锂离子电池、超级电容器等储能体在电动汽车、储能系统、新能源发电等领域中应用广泛。在很多应用场合,多采用串联形式构成串联储能体,以提高输出电压。尽管随着技术进步,储能单体的一致性逐步提高,但长时间使用后,单体参数仍有可能出现较大差异,极易出现某个或某些单体过充或过放,导致实际容量下降、使用寿命减少。因此能量均衡技术是串联储能实际应用中的必备技术之一。一般而言,储能体的能量与其电压相关度较高,因此往往对电压较高单体进行能量释放,对电压较低单体进行能量补充来实现能量均衡。目前多采用有源均衡方式,即利用DC/DC变换器在各单体间建立能量传递通道,完成能量均衡,主要的均衡方法有如下几种类型。一是基于BuckBoost变换器的均衡方法,以两个相邻单体、两个开关管和作为中间储能环节的电感组成BuckBoost变换器,可实现相邻单体间的能量均衡。在每两个相邻单体间设置BuckBoost变换器,通过能量在相邻单体间的依次传递,可实现多单体的能量均衡。对于n个串联储能单体,需要n-1个电感,2n-2个开关管。该方法控制简单,但不相邻单体不能直接进行能量均衡,因此均衡速度较慢。二是在Buck-Boost变换器基础上,将多个BuckBoost变换器中原本独立的电感耦合起来,可以使编号奇、偶不同的不相邻的单体建立能量传递通道,提高了均衡速度,但奇、偶相同的单体还不能直接传递能量,需要其他单体作为中间过渡环节。耦合电感引入后,需要采用双向开关来阻断耦合电感 ...
【技术保护点】
一种串联储能电源多路径均衡装置,其特征在于,对于n个串联储能单体B1、B2……Bn,由1个电感L,6个开关管SA1、SA2、SB1、SB2、SB3、SB4和n+2个双向开关QA、Q0、Q1、Q2……Qn组成,双向开关Q0的一端与B1的负极相连,双向开关Q1、Q2……Qn的一端分别与B1、B2……Bn的正极相连,标号为偶数的双向开关Q0、Q2、Q4……的另一端共同连接于结点A,标号为奇数的双向开关Q1、Q3、Q5……的另一端共同连接于结点B,双向开关QA的一端与结点A相连,另一端与电感L、开关管SB3的漏极相连,开关管SB3的源极与开关管SB4的源极相连,开关管SB4的漏极与结点B相连,开关管SA1的漏极与结点A相连,开关管SA1的源极与开关管SA2的源极相连,开关管SA2的漏极与电感L的另一端以及开关管SB1的漏极连接,开关管SB1的源极与开关管SB2的源极相连,开关管SB2的漏极与结点B相连。
【技术特征摘要】
1.一种串联储能电源多路径均衡装置,其特征在于,对于n个串联储能单体B1、B2……Bn,由1个电感L,6个开关管SA1、SA2、SB1、SB2、SB3、SB4和n+2个双向开关QA、Q0、Q1、Q2……Qn组成,双向开关Q0的一端与B1的负极相连,双向开关Q1、Q2……Qn的一端分别与B1、B2……Bn的正极相连,标号为偶数的双向开关Q0、Q2、Q4……的另一端共同连接于结点A,标号为奇数的双向开关Q1、Q3、Q5……的另一端共同连接于结点B,双向开关QA的一端与结点A相连,另一端与电感L、开关管SB3的漏极相连,开关管SB3的源极与开关管SB4的源极相连,开关管SB4的漏极与结点B相连,开关管SA1的漏极与结点A相连,开关管SA1的源极与开关管SA2的源极相连,开关管SA2的漏极与电感L的另一端以及开关管SB1的漏极连接,开关管SB1的源极与开关管SB2的源极相连,开关管SB2的漏极与结点B相连。2.根据权利要求1所述的串联储能电源多路径均衡装置,其特征在于,串联储能单体为各种类型电池或超级电容器。3.根据权利要求1所述的串联储能电源多路径均衡装置,其特征在于,串联储能单体数量为任意值,奇数、偶数均可。4.根据权利要求1所述的串联储能电源多路径均衡装置,其特征在于,双向开关由采用相同驱动信号的2个共源极...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨威,张劲,杨世彦,韩基业,刘晓芳,牟世荣,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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