一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路技术方案

本发明专利技术公开了一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路，储能模组包括串联的储能单体和多绕组变压器，多绕组变压器包括与储能单体数量相等的一次侧绕组、二次侧绕组；储能单体并联一个一次侧绕组，二次侧绕组一通过二极管与储能单体串联成闭合回路；储能单体与一次侧绕组之间通过一个双向开关管控制均衡电流双向流动；二次侧绕组二通过开关管与输出电容串联成闭合回路，输出电容与半桥变换器形成闭合回路；均衡电路针对储能模组进行电流均衡；储能模组的输出电容通过半桥变换器级联连接；级联变换器通过双向DC/DC变换器连接至储能系统；本发明专利技术可在任意单体电压情况下实现大电流均衡、模组间均衡电流双向流动，模组间均衡速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路
本专利技术涉及一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路，属于储能系统均衡领域。
技术介绍
功率型储能系统在微电网、储能电站、混合动力船舶等系统中发挥着至关重要的作用。储能系统一般由大量的锂电池或者超级电容等储能单体串并联组成，由于制造工艺差异以及使用过程中的衰减差异，导致储能系统中单体容量不一致。在经常动作的大功率储能系统中，单体容量差异将导致电压差异，并最终触发截止电压，导致储能系统容量无法得到充分利用，且存在安全隐患。有必要采用均衡装置对储能系统单体进行均衡。多绕组变压器均衡拓扑均衡速度快，结构简单是一种较为理想的均衡拓扑，但需要储能单体通过开关管并联在共磁芯变压器绕组。随着储能单体数量的增加，无法将对应数量的变压器绕组集成到同一磁芯上。采用模块化均衡方法可解决大规模储能系统均衡问题。将串联储能单体分成若干模组，模组内采用多绕组变压器均衡方法，模组间采用组间均衡方法。Z.Zhang,H.Gui,D.J.Gu等作者在文章《AHierarchicalActiveBalancingArch本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路，其特征在于：/n储能模组包括若干串联的储能单体和多绕组变压器，多绕组变压器包括与储能单体数量相等的一次侧绕组、二次侧绕组一和二次侧绕组二；/n每个储能单体的两端并联有一个一次侧绕组，二次侧绕组一通过二极管与储能单体串联成闭合回路，一次侧绕组的匝数均相同；/n每个储能单体与一次侧绕组之间通过一个双向开关管控制均衡电流的双向流动；/n二次侧绕组二通过开关管与输出电容串联成闭合回路，输出电容与半桥变换器形成闭合回路；/n均衡电路针对n组储能模组进行电流均衡，n组储能模组串联，n为大于1的整数；/nn组储能模组的输出电容通过连接的半桥变换器级联连接；/...

【技术特征摘要】
1.一种模块化具有双向电流能力的储能系统均衡电路，其特征在于：
储能模组包括若干串联的储能单体和多绕组变压器，多绕组变压器包括与储能单体数量相等的一次侧绕组、二次侧绕组一和二次侧绕组二；
每个储能单体的两端并联有一个一次侧绕组，二次侧绕组一通过二极管与储能单体串联成闭合回路，一次侧绕组的匝数均相同；
每个储能单体与一次侧绕组之间通过一个双向开关管控制均衡电流的双向流动；
二次侧绕组二通过开关管与输出电容串联成闭合回路，输出电容与半桥变换器形成闭合回路；
均衡电路针对n组储能模组进行电流均衡，n组储能模组串联，n为大于1的整数；
n组储能模组的输出电容通过连接的半桥变换器级联连接；
级联变换器通过双向DC/DC变换器连接至储能系统；
储能模组内部电流均衡具体为：当储能单体之间电压差产生的均衡电流达到给定阈值时，则储能模组内部的双向开关管的驱动信号相同，二次侧绕组二连接的开关管闭合，高电压储能单体的能量传递至低电压储能单体；当储能单体之间电压差产生的均衡电流未达到给定阈值时，需要充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：凡绍桂，游江，张强，巩冰，孟繁荣，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23