【技术实现步骤摘要】
一种受控型电池组装置及其充放电控制方法
本专利技术涉及电池储能转换供电领域，更具体地说，涉及一种提高动力电池组充放电性能的装置和方法。
技术介绍
动力电池组是新能源设备的核心部件；动力单体电芯额定电压低及额定容量小，因此采用串并联方式将多个电芯组合成整个储能部件，俗称动力电池包；电池包设计的要点包括单体电压、单体容量，单体串并联方式及电池系统管理方式。其中电池包系统的充电放电管理是电池包使用的关键技术，成品电池组部件内置的保护管理单元对充放电过程一般设计为充电放电两个独立的工作过程，并按对应的标准参数及容差管理开闭场效应管，重点是针对整组电池或单体电池的电特性参数的过范围保护，对充放电的运行步骤和过程中的细节参数并不介入管理。通常电池包内部的充电放电管理单元BPU，俗称保护板，提供过充过放保护，对充电过程设计有电压过高保护，其中包括整组电压及单体电压过高；对放电过程设计有电压过低保护，其中包括整组电压及单体电压过低；部分保护板设计短路或限时过流保护、过温保护。电池组在放电过程中，等效内阻极小，其放电电流由对应连接的动...
【技术保护点】
1.一种受控型电池组装置，其特征在于，/n在所述电池组中，串接充电输入/放电输出电型受控单元，组成电型受控充放电电池组；/n所述电型受控充放电电池组，是电池组充放电电型参数部分受控；/n包括基本电型参数受控：充电输入/放电输出电压有效预设范围内工作；充电输入/放电输出电流有效预设范围内限流；/n还包括扩展电型参数受控：充电输入/放电输出等效阻抗受控；充电输入/放电输出伏安功率受控；/n以及关联电型参数受控：电流限流与工作电压关联受控；伏安功率与工作电压关联受控。/n
【技术特征摘要】
1.一种受控型电池组装置，其特征在于，
在所述电池组中，串接充电输入/放电输出电型受控单元，组成电型受控充放电电池组；
所述电型受控充放电电池组，是电池组充放电电型参数部分受控；
包括基本电型参数受控：充电输入/放电输出电压有效预设范围内工作；充电输入/放电输出电流有效预设范围内限流；
还包括扩展电型参数受控：充电输入/放电输出等效阻抗受控；充电输入/放电输出伏安功率受控；
以及关联电型参数受控：电流限流与工作电压关联受控；伏安功率与工作电压关联受控。
2.根据权利要求1所述的电池组装置，其特征在于：
所述电池组中串接的电型受控单元包括双向开关变换复合开闭保护的充放电电路，嵌置于电池组内，内置双向变换充放电开关电路，形成复合开闭保护内置变换电池组BRP，组成电型受控充放电电池组。
3.根据权利要求2所述的电池组装置，其特征在于：
选取电池组出口P+及组串B+的正端为公共点；
选取充电开闭场效应管QC1，S极接电池出口P侧相对端P-；
选取放电开闭场效应管QD1，S极接电池组串B侧相对端B-；
选取电感L1，端点LP、LB对应串接于场效应管QC1、QD1之间；
选取高频电容C1、C2接至电池组串B端及电池出口P端；
选取开关管于电感端点LP、LB配置开关桥臂，构成双向变换。
4.根据权利要求2所述的电池组装置，其特征在于：
选取电池组出口P-及组串B-的负端为公共点；
选取充电开闭场效应管QC1，D极接电池出口P侧相对端P+；
选取放电开闭场效应管QD1，D极接电池组串B侧相对端B+；
选取电感L1，端点LP、LB对应串接于场效应管QC1、QD1之间；
选取高频电容C1、C2接至电池组串B端及电池出口P端；
选取开关管于电感端点LP、LB配置开关桥臂，构成双向变换。
5.根据权利要求3或4所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置通信接口BPC、地址接口ADR、充放系统识别口SCD；
设置内置控制器BIC，包括调整单元、通联单元、保护单元；
设置双向开关脉宽调制PWM-BDS实现充放电压电流调整；
调整单元内，设置充放电流逆向休止动态控制，
设置放电下垂伏安输出阻抗特性，
设置均流总线控制。
6.根据权利要求5所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置场效应管QB1于电池出口P侧LP点与QC1，配置P桥臂；构成P侧半桥PHB，变换拓扑由{QD1全通，QC1、QB1、L1、C1、C2}组成，是双向半桥变换电路；电池组能量的进出为同步降压充电流入/同步升压放电流出。
7.根据权利要求5所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置场效应管QA1于电池组串B侧LB点与QD1，配置B桥臂；构成B侧半桥BHB，变换拓扑由{QC1全通，QD1、QA1、L1、C1、C2}组成，是双向半桥变换电路；电池组能量的进出为同步升压充电流入/同步降压放电流出。
8.根据权利要求5所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置场效应管QB1于电池出口P侧LP点与QC1，配置P桥臂，采用二极管DA1于电池组串B侧与LB点QD1，配置B桥臂，构成P侧准桥PQB，变换拓扑由{QD1全通，QC1、QB1、DA1、L1、C1、C2}及{QC1全通、QB1全关，QD1、DA1、L1、C1、C2}组成，是双向准桥变换电路；电池组能量的进出为同步降压充电流入/同步升压及降压放电流出。
9.根据权利要求5所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置二极管DB1于电池出口P侧LP点与QC1，配置P桥臂，采用场效应管QA1于电池组串B侧LB点与QD1，配置B桥臂；构成B侧准桥BQB，变换拓扑由{QC1全通，QD1、QA1、DB1、L1、C1、C2}及{QD1全通、QA1全关，QC1、DB1、L1、C1、C2}组成，是双向准桥变换电路；电池组能量的进出为同步升压及降压充电流入/同步降压放电流出。
10.根据权利要求5所述的电池组装置，其特征在于：
在所述电池组中：
设置场效应管QB1于电池出口P侧LP点与QC1，配置P桥臂，采用场效应管QA1于电池组串B侧LB点与QD1，配置B桥臂，构成全桥FB，变换拓扑由{QD1全通、QA1全关，QC1、QB1、L1、C1、C2}及{QC1全通、QB1全关，QD1、QA1、L1、C1、C2}双半桥组成，是双向全桥变换电路；电池组能量的进出为同步升降压充电流入/同步升降压放电流出。
11.所述电池组装置实施充电的控制方法，其特征在于：
所述内置双向变换充放电，当充放系统识别口线状态高、通信协议为充电命令时，按内置开关变换模式实现充电，指定P侧输入、B侧输出；由内置控制器BIC按内存预设各充电分段模式、电压及电流参数，进入充电状态，依据模式配联变换电路、采用充电PWM脉宽调节，控制场效应管QC1/QD1、QB1/QA1[或二极管DB1/DA1]、高频电感L1、电容C1、C2拓扑电路，形成P＝>B方向功率变换，由电池外接端口P+/P-输入能量，在电池组串端口B+/B-输出，完成充电；所述复合开闭功能的场效应管QC1，由内置保护单元BPU、通联单元BSU按监测量值及保护门限检判结果执行充电保护开闭控制。
12.所述电池组装置实施放电的控制方法，其特征在于：
所述内置双向变换充放电，当充放系统识别口线状态低、通信协议为放电命令时，按内置开关变换模式实现放电，指定B侧输入、P侧输出；由内置控制器BIC按通信指令或内存预设的放电电压及限流参数，进入放电状态，依据模式配联变换电路、采用放电PWM调节脉宽、控制场效应管QC1/QD1、QB1/QA1[或二极管DB1/DA1]、高频电感L1、电容C1、C2拓扑电路，形成B＝>P方向功率变换，由电池组串端口B+/B-输入能量，在电池外接端口P+/P-输出，完成放电；所述复合开闭功能的场效应管QD1，由内置保护单元BPU、通联单元BSU按监测量值及保护门限检判结果执行放电保护开闭控制。
13.所述电池组装置实施充放电压电流的控制方法，其特征在于：
所述内置双向变换，由双向开关脉宽调制PWM-BDS实现充放电压电流调整；升降压变换有效工作范围输出电压为高至受能预设点电压但低于额定电压上限、低至额定电压下限或限流接近于零值；升压变换有效工作范围输出电压为自供能电压起、高至受能预设电压但小于受能额定最大电压值；降压变换有效工作范围输出电压为两段，第一段为额定段，是自供能电压起、低至受能预设电压但高于额定电压下限，第二段为限流段、是在受能端限流或过载时持续限流降压低于预设电压并渐低至零值输出；变换调节器在有效工作范围，端口阻抗相应为受控状态，为预设或额定电压电流对应的等效阻抗值。
14.所述电池组装置实施单向能量传送的控制方法，其特征在于：
所述内置双向变换，在充电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：段志刚，
申请(专利权)人：北京兴达智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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