一种电池并机均流系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电池技术领域，特别涉及一种电池并机均流系统，包括控制器、母线和若干电池，所述电池分别通过控制器接入母线；本实用新型专利技术提供一种成本低、电池安全接入和安全充放电的并机均流系统。放电的并机均流系统。放电的并机均流系统。

【技术实现步骤摘要】
一种电池并机均流系统


[0001]本技术涉及电池
，特别涉及一种电池并机均流系统。

技术介绍

[0002]在电池的应用中，由于单个电池容量有限，常常涉及将多个电池串并联接入系统中。在多个电池并联接入系统时，由于电池的内阻低，即使是一个很小的电压差也会在电池间产生很大的冲击电流。而且，由于单个电池与系统的母线之间也存在电压差，从而也会对母线产生一个很大的冲击电流。过大的冲击电流会导致宕机或打火，严重的会烧毁接插件导致安全事故。另外，电池接入系统时，由于电池本身有电压与能量，电池热插拔接入负载时会导致安全能量风险，比如负载出现短路或异常的大电流需求等；同时电池热插拔接入一个带电的母线，也会导致安全能量风险，比如过大的充电电流或过大的放电电流。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种成本低、电池安全接入和安全充放电的并机均流系统。
[0004]实现本技术目的的技术方案是：一种电池并机均流系统，包括控制器、母线和若干电池，所述电池分别通过控制器接入母线。
[0005]进一步地，所述控制器包括集成控制IC、功率变换、保护接口和电流采样，所述功率变换的一端通过保护接口与母线连接，所述功率变换的另一端通过电流采样与电池连接，所述集成控制IC分别控制功率变换、保护接口和电流采样。
[0006]进一步地，所述功率变换包括PWM电路和LINEAR电路，所述PWM电路和LINEAR电路通过电流采样连接。
[0007]进一步地，所述PWM电路由三极管Q1、三极管Q2和电感L1，所述三极管Q2的两端分别与三极管Q1和电感L1连接。
[0008]进一步地，所述LINEAR电路由三极管Q3组成，所述三极管Q3通过电流采样与电感L1连接。
[0009]进一步地，所述保护接口由保险管F1、保险管F2和继电器RLY1组成，所述保险管F1通过继电器RLY1与三极管Q1连接，所述保险管F2与三极管Q3连接。
[0010]进一步地，所述集成控制IC由MCU CONTROL组成。
[0011]进一步地，所述控制器还包括电压温度采样和电压采样，所述电压温度采样与电池连接，所述电压采样与母线连接。
[0012]采用上述技术方案后，本技术具有以下积极的效果：
[0013](1)本技术通过控制器作为电池接入母线的中间管理器，使得单个或多个电池安全接入系统的母线或热插拔接入系统；
[0014](2)本技术通过功率变换的设置，控制电池的放电电流，使得若干电池达到均流放电，从而实现电池的安全充放电。
附图说明
[0015]为了使本技术的内容更容易和清楚地被理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步的详细说明，其中：
[0016]图1为本技术的框架图；
[0017]图2为本技术控制器的电路图；
[0018]图3为本技术BUCK降压下Q1～Q3的GS间的驱动波形图；
[0019]图4为本技术BOOST升压下Q1～Q3的GS间的驱动波形图；
[0020]图5为本技术工作于线性限流稳压模式下Q1～Q3的GS间的驱动波形图。
[0021]图中：控制器1、集成控制IC11、功率变换12、保护接口13、电流采样14、电压温度采样15、电压采样16、母线2、电池3。
具体实施方式
[0022]如图1所示，一种电池并机均流系统，包括控制器1、母线2和若干电池3，电池3分别通过控制器1接入母线2，通过控制器1作为电池3接入母线2的中间管理器，使得单个或多个电池3安全接入系统的母线2或热插拔接入系统，其中母线2可以是负载或高压的直流输出HVDC，电池3可以是铅酸电池或锂电池。
[0023]具体的，控制器1包括集成控制IC11、功率变换12、保护接口13和电流采样14，功率变换12的一端通过保护接口13与母线2连接，功率变换12的另一端通过电流采样14与电池3连接，集成控制IC11分别控制功率变换12、保护接口13和电流采样14，电流采样14采样电池3的充放电电流，控制器1还包括电压温度采样15和电压采样16，电压温度采样15与电池3连接用于采集电池3的电压温度，电压采样16与母线2连接用于采集母线2的电压。如图2所示，集成控制IC11由MCU CONTROL组成，比如ST的MCU：STM32F103等，集成控制IC11为U1，U1集成的模数转换ADC可以采集温度、电压与电流，U1的串口通讯可以接入总线，实现各控制器1以及系统的通讯，同时U1控制功率变换12的工作状态。功率变换12包括PWM电路和LINEAR电路，PWM电路和LINEAR电路通过电流采样14连接，PWM电路实现充电降压和放电升压，LINEAR电路实现线性限流稳压，PWM电路由三极管Q1、三极管Q2和电感L1组成，三极管Q2的两端分别与三极管Q1和电感L1连接，LINEAR电路由三极管Q3组成，三极管Q3通过电流采样14与电感L1连接，电流采样14由低阻值电阻Rsen组成，电流采样14将电流信号转成电压信号输入给集成控制IC11进行模数转换，电池3的电压温度采样15在电池3的端口完成，母线2的电压采样16在母线2的端口完成。保护接口13由保险管F1、保险管F2和继电器RLY1组成，保险管F1通过继电器RLY1与三极管Q1连接，保险管F2与三极管Q3连接，通过采样值与阈值比较，若采样值达到阈值时，触发保护机制，通过保护接口13进行关断或保护功能。当母线2和电池3的电压在正常范围内时，控制器1启动工作并自动工作于设定的工作状态。
[0024]如图3所示，当母线2对电池3充电时，三极管Q1和三极管Q2工作于同步状态，相位差为180度，为标准的BUCK同步降压电路，三极管Q3则工作于导通状态。前半周期，三极管Q1导通，三极管Q2关断，母线2通过电感L1、电阻Rsen和三极管Q3，将充电能量送至电池3；后关周期，三极管Q1关断，三极管Q2导通，存储在电感L1上的能量通过电阻Rsen、三极管Q2和三极管Q3，继续将充电能量送至电池3。
[0025]放电时，控制器1之间的均流信号由CAN串口进行通讯，实现数字均流，其均流的原
理是为：由集成控制IC11根据系统的总电流计算出单个电池3的平均电流，如果本路控制器1的输出电流大于平均电流，则降低控制器1的输出电压，如果本路控制器1的输出电流小于平均电流，则微微提高控制器1的输出电压，从而增加输出电流至平均值。
[0026]如图4所示，当电池3升压放电时，三极管Q1和三极管Q2工作于同步状态，相位差为180度，为标准的BOOST同步升压电路，三极管Q3则工作于导通状态。前半周期，三极管Q1关断，三极管Q2导通，母线2通过电阻Rsen、电感L1和三极管Q2，将充电能量送至电感L1，后半周期，三极管Q1导通，三极管Q2关断，存储在电感L1上的能量与电池3上的能量，同时通过电阻Rsen、三极管Q1，继续将充电能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池并机均流系统，其特征在于：包括控制器(1)、母线(2)和若干电池(3)，所述电池(3)分别通过控制器(1)接入母线(2)；所述控制器(1)包括集成控制IC(11)、功率变换(12)、保护接口(13)和电流采样(14)，所述功率变换(12)的一端通过保护接口(13)与母线(2)连接，所述功率变换(12)的另一端通过电流采样(14)与电池(3)连接，所述集成控制IC(11)分别控制功率变换(12)、保护接口(13)和电流采样(14)。2.根据权利要求1所述的一种电池并机均流系统，其特征在于：所述功率变换(12)包括PWM电路和LINEAR电路，所述PWM电路和LINEAR电路通过电流采样(14)连接。3.根据权利要求2所述的一种电池并机均流系统，其特征在于：所述PWM电路由三极管Q1、三极管Q2和电感L1，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志杰，杨国正，干传福，
申请(专利权)人：双登集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：