本实用新型专利技术涉及电池模组端电压调节电路及装置，涉及电源领域，包括：交流整流单元，其输入端接收交流电，输出端连接直流母线，用于将所述交流电变换为直流母线电压；电池充放电单元，其第一端连接所述直流母线，第二端连接电池模组，用于将所述第一端的所述直流母线电压变换为所述第二端的直流电压而为电池模组充电，或将所述第二端的直流电压变换为所述第一端的所述直流母线电压；以及耗能放电单元，连接所述直流母线，电池模组通过所述电池充放电单元和所述耗能放电单元放电，以使设计简单，且可标准化。且可标准化。且可标准化。
【技术实现步骤摘要】
电池模组端电压调节电路及装置
[0001]本专利技术涉及电源领域，尤其涉及一种电池模组端电压调节电路。
技术介绍
[0002]大规模串并联电池模组是当前众多电气领域必不可少的系统组件，如作为电动汽车供能单元或光伏逆变系统的储能单元。一般由多个电芯(cell)串并联组成一个电池模组(module)，再由多个电池模组串并联组成一个储能或供电电池包(package)，以作为储能单元或供能单元。
[0003]当电池包内某一电池模组需要进行替换时，新电池模组需要在替换前将自身容量调节至一个合适的值，以保证整个电池包容量均衡。而电池模组容量与电池模组端电压高度相关，因此在实际操作中，调节电池模组端电压可以视为调节其容量。业界通常采用交流整流单元将交流电(AC)变换为直流电(DC)为电池模组充电，并采用放电单元为电池模组放电，以实现其端电压的调节。
[0004]具体的，可参阅图1，图1为现有技术一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。如图1所示，该电池模组端电压调节电路包括交流整流单元110，其将交流电(AC)变换为直流电(DC)而为电池模组130充电，并包括逆变放电单元120，其将直流电(DC)变换为交流电(AC)而为电池模组130放电，而实现调节电池模组130的端电压。然，由于逆变放电在世界上部分国家和地区有严格限制，因此应用受到限制。成本低廉的电阻负载放电模式成为业界一种普遍选择，特别是在大功率、大电流放电的应用场合，电阻放电是最有效且低成本的实现方案。但使用电阻放电方案在控制上有诸多劣势。具体的，请参阅图2所示，图2为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。其将电阻R和开关S1串联组成放电回路121，通过控制开关S1导通或关断实现接通或关断放电回路121，而实现对电池模组130的定电阻放电，但放电过程中，由于电池模组130电压的变化，无法实现一般容量检测或均衡要求的恒定电流放电条件。进一步地，请再参阅图3，图3为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。如图3所示，其使用功率器件PD替代图2的放电回路121中的开关S1而构成放电单元122，并控制功率器件PD工作在线性区，则可以实现恒定电流放电，但由于功率器件PD的耗散功耗限制，一般功率器件PD上可以承担的电压变化量不超过50V，也即意味着放电过程中电池模组130的电压变化范围不超过50V，然其针对不同的放电电流，需要使用不同的电阻阻值，因此无法大批量制造。进一步的，请再参阅图4，图4为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。其采用一种折中的做法，将多条由电阻(R1、R2
……
Rn)和开关(S1、S2
……
Sn)串联形成的串联支路并联组成放电回路，并将功率器件PD与放电回路串联而构成放电单元123，而实现切换电阻，扩大系统的恒流可实现范围。但，如果需要满足宽电压范围且恒定放电电流可任意设置的要求，只能使用DC/DC变流器放电单元124作为放电单元，具体可参阅图5所示的现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图，但常规使用DC/DC变流器放电单元进行放电往往无法满足高电流和电压控制精度的要求。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种电池模组端电压调节电路，包括：交流整流单元，其输入端接收交流电，输出端连接直流母线，用于将所述交流电变换为直流母线电压；电池充放电单元，其第一端连接所述直流母线，第二端连接电池模组，用于将所述第一端的所述直流母线电压变换为所述第二端的直流电压而为电池模组充电，或将所述第二端的直流电压变换为所述第一端的所述直流母线电压；以及耗能放电单元，连接所述直流母线，电池模组通过所述电池充放电单元和所述耗能放电单元放电。
[0006]更进一步的，耗能放电单元包括：至少一个包括电阻和开关串联形成的放电支路以及至少一个DC/DC变流器，并所述放电支路的第一端和所述DC/DC变流器的第一端均连接所述直流母线，所述放电支路和所述DC/DC变流器的第二端均接地。
[0007]本专利技术还提供一种电池模组端电压调节装置，包括：交流整流单元，其输入端接收交流电，输出端连接直流母线，用于将所述交流电变换为直流母线电压；电池充放电单元，其第一端连接所述直流母线，第二端连接电池模组，用于将所述第一端的所述直流母线电压变换为所述第二端的直流电压而为电池模组充电，或将所述第二端的直流电压变换为所述第一端的所述直流母线电压；耗能放电单元，包括至少一个包括电阻和开关串联形成的放电支路以及至少一个DC/DC变流器，并所述放电支路的第一端和所述DC/DC变流器的第一端均连接所述直流母线，所述放电支路和所述DC/DC变流器的第二端均接地；以及控制和采样单元，控制和采样单元连接耗能放电单元内的每一放电支路和DC/DC变流器、交流整流单元和电池充放电单元，用于输出控制信号至每一放电支路内的开关及DC/DC变流器内的开关、交流整流单元内的开关和电池充放电单元内的开关，而控制使得电池模组端电压调节电路工作在充电模式或放电模式，在充电模式中交流整流单元内的开关和电池充放电单元内的开关工作而为电池模组充电，在放电模式中电池充放电单元内的开关、每一放电支路内的开关及DC/DC变流器内的开关工作而为电池模组放电。
[0008]更进一步的，控制和采样单元还连接电池模组，用于采样电池模组的端电压，当电池模组的端电压低于充电阈值时，控制和采样单元控制电池模组端电压调节电路工作在充电模式，当电池模组的端电压高于放电阈值时，控制和采样单元控制电池模组端电压调节电路工作在放电模式而使电池模组通过电池充放电单元和耗能放电单元放电。
[0009]更进一步的，其中一放电支路的设计功率为其它放电支路的设计功率的1/n，其中n为大于1的整数。
[0010]更进一步的，放电支路和DC/DC变流器的设计功率相等。
[0011]更进一步的，控制和采样单元控制使得耗能放电单元内接通的放电支路的个数依次减小直至仅DC/DC变流器单独工作放电至放电结束。
[0012]更进一步的，控制和采样单元控制使得耗能放电单元内的放电支路接通或关断而使所有放电支路实现的放电功率逐渐减小直至仅DC/DC变流器单独工作放电至放电结束。
[0013]更进一步的，放电支路内的开关为功率器件。
[0014]更进一步的，在关断放电支路的过程中控制其中的功率器件工作在线性区。
附图说明
[0015]图1为现有技术一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0016]图2为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0017]图3为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0018]图4为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0019]图5为现有技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0020]图6为本专利技术一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[0021]图7为本专利技术另一实施例的电池模组端电压调节电路示意图。
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池模组端电压调节电路，其特征在于，包括：交流整流单元，其输入端接收交流电，输出端连接直流母线，用于将所述交流电变换为直流母线电压；电池充放电单元，其第一端连接所述直流母线，第二端连接电池模组，用于将所述第一端的所述直流母线电压变换为所述第二端的直流电压而为电池模组充电，或将所述第二端的直流电压变换为所述第一端的所述直流母线电压；以及耗能放电单元，连接所述直流母线，电池模组通过所述电池充放电单元和所述耗能放电单元放电。2.根据权利要求1所述的电池模组端电压调节电路，其特征在于，耗能放电单元包括：至少一个包括电阻和开关串联形成的放电支路以及至少一个DC/DC变流器，并所述放电支路的第一端和所述DC/DC变流器的第一端均连接所述直流母线，所述放电支路和所述DC/DC变流器的第二端均接地。3.一种电池模组端电压调节装置，其特征在于，包括：交流整流单元，其输入端接收交流电，输出端连接直流母线，用于将所述交流电变换为直流母线电压；电池充放电单元，其第一端连接所述直流母线，第二端连接电池模组，用于将所述第一端的所述直流母线电压变换为所述第二端的直流电压而为电池模组充电，或将所述第二端的直流电压变换为所述第一端的所述直流母线电压；耗能放电单元，包括至少一个包括电阻和开关串联形成的放电支路以及至少一个DC/DC变流器，并所述放电支路的第一端和所述DC/DC变流器的第一端均连接所述直流母线，所述放电支路和所述DC/DC变流器的第二端均接地；以及控制和采样单元，控制和采样单元连接耗能放电单元内的每一放电支路和DC/DC变流器、交流整流单元和电池充放电单元，用于输出控制信号至每一放电支路内的开关及DC/DC变流器内的开关、交流整流单元内的开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：林氦，邓志江，
申请(专利权)人：浙江大学绍兴微电子研究中心，
类型：新型
国别省市：
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