一种电池组串联补偿均衡模块制造技术

本发明专利技术涉及蓄电池主动均衡充电技术领域，且公开了一种电池组串联补偿均衡模块，包括电池组串联补偿均衡模块，所述电池组串联补偿均衡模块包括电压采集单元、比较单元、控制单元、DC/DC转换单元和过充放电单元，电压采集单元的输入端分别与单体蓄电池的输出端和蓄电池组的输出端连接，电压采集单元的输出端与比较单元的输入端连接，该电池组串联补偿均衡模块使用简单方便，根据不同均衡规则的制定实现电池单元电压、容量的均衡，可对电池组中任意一个或连续的多个电池单元同时进行均衡，可以有效抑制串联电池组内电池单元的过充过放现象，在最短的时间内改善电池单元的一致性，保障电力安全生产，同时避免损坏设备，意义重大。意义重大。意义重大。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组串联补偿均衡模块


[0001]本专利技术涉及蓄电池主动均衡充电
，具体为一种电池组串联补偿均衡模块。

技术介绍

[0002]在储能电站、电动汽车等应用场合都需要使用串联电池组，以满足高电压、高容量的需求，单体电池由于生产工艺等原因导致各电池容量与性能的差异，在对电池组进行充放电的过程中，必然会扩大这种差异；充电时，容量小、性能差的电池会产生过充现象，而放电时，容量小、性能差的电池会有过放现象，尽管在使用初期这些参数的差异对电压均衡影响较小，但长此以往，随着参数的离散性加大，对蓄电池组电压均衡的影响也会越来越大，将加速电池的损坏，因此，动力电池组需要采用均衡电路以延长电池组寿命是国内外学者和业界的共识。
[0003]常用的均衡方法有并联分流电阻均衡法：每个单体电池上并联一个可控通断的电阻，它可以起到分流的作用，系统采集各单体电池的电压，若发现其中有单体电池电压超过平均电压的一定阈值后，导通该单体电池并接的电阻而进行分流，能量消耗在并联电阻上，这样充电较快的单体电池会放缓充电速度，最终使得所有电池都能同时充满电所以通过监控电池鼓胀情况以及对单体电池进行多点监控，是十分有必要、有意义的。
[0004]但是现有的蓄电池均衡方法都没有考虑在线均衡的运行要求，这在蓄电池的实际运行中由于部分蓄电池长时间过充或欠充会留下隐患，没有考虑电压偏低或容量偏小的电池的主动补偿均衡，为此；提出一项可以实现蓄电池在线电压主动补偿均衡的新技术，具体为一种电池组串联补偿均衡模块。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供如下技术方案；一种电池组串联补偿均衡模块，包括电池组串联补偿均衡模块，所述电池组串联补偿均衡模块包括电压采集单元、比较单元、控制单元、DC/DC转换单元和过充放电单元，电压采集单元的输入端分别与单体蓄电池的输出端和蓄电池组的输出端连接，电压采集单元的输出端与比较单元的输入端连接，比较单元的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的输出端分别与DC/DC转换单元的输入端和过充放电单元的输入端连接，DC/DC转换单元的输出端和过充放电单元的输出端均与单体蓄电池的输入端连接，电池组串联补偿均衡模块需要2个端口，4根引线。其中2根连接至蓄电池两端，其余连接至蓄电池组两端。
[0006]通过采用上述技术方案；该电池组串联补偿均衡模块使用简单方便，根据不同均衡规则的制定实现电池单元电压、容量的均衡，可对电池组中任意一个或连续的多个电池单元同时进行均衡，可以有效抑制串联电池组内电池单元的过充过放现象，在最短的时间内改善电池单元的一致性，保障电力安全生产，同时避免损坏设备，意义重大，该电池组串联补偿均衡模块包括电压采集单元、比较单元、控制单元、DC/DC转换单元和过充放电单元，
形成一种可靠的、无损的、主动的电池组均衡方法，电路相对简单，易于扩展。
[0007]优选的，所述电压采集单元包括单体蓄电池电压采集和电池组电压采集，电压采集单元用于采集单体蓄电池电压和蓄电池组端电压。
[0008]通过采用上述技术方案；便于采集单体蓄电池和蓄电池组的电压信息，便于根据采集的电压信息判断后续是否进行补偿均衡，和补偿均衡的具体操作，便于实际使用。
[0009]优选的，所述蓄电池组电压采集方式为；首先蓄电池组电压输入至DC/DC转换模块(TA)的一次侧，按变比K：1进行电压变换，得到平均单体蓄电池电压Ua，然后经过RC低通滤波电路进行滤波，再进入到运算放大回路，放大R5/R2倍，接着电压信号进入电压跟随器输出，最后经过钳位保护电路，防止信号过大对下一级元器件造成损害。
[0010]通过采用上述技术方案；便于对蓄电池组的电压信息进行采集，且通过保护电路防止信号过大对下一级元器件造成损害，安全程度较高。
[0011]优选的，所述单体蓄电池电压采样方式为；单体蓄电池正负极柱两端的电压值进行分压减除，得到电池差值，即为单体蓄电池电压，然后单体蓄电池电压输入至光耦输入端，进行电
‑
光
‑
电的电气隔离转换，转换后的信号再进入运算放大电路中进行信号放大，最后进过RC滤波电路进行滤波，输出电压信号。
[0012]通过采用上述技术方案；便于对单体蓄电池的电压进行采集，便于根据单体蓄电池的电压和蓄电池组的电压的具体信息等进行后续操作，便于使用。
[0013]优选的，所述比较单元用于将单体蓄电池电压与平均单体蓄电池电压进行模拟量比较，比较单元的方式为；比较单元的电路由两个幅度比较器、二极管和电阻构成，Vn为单体蓄电池电压，Va为平均单体蓄电池电压，D1、D2为二极管，R1为分压电阻；
[0014]当Vn＞Va时，V01为低电平，D1截止，V02为高电平，D2导通，V0＝V02；
[0015]当Vn＜Va时，V01为高电平，D1导通，V02为低电平，D2截止，V0＝V01；
[0016]当D1导通时，说明该节电池电压低于平均单体蓄电池电压，启动控制程序，闭合单体蓄电池监测模块里的开关，由DCDC转换模块给电池充电；
[0017]当D2导通时，则开关不动作。
[0018]通过采用上述技术方案；通过比较单元对电梯蓄电池和平均单体蓄电池的电压信息的模拟量进行比较，便于得出电压低电压或高电压的状况。
[0019]优选的，所述控制单元用于根据比较结果判断哪节蓄电池是欠充电池和电压高的电池，控制开关合闸，实现单体蓄电池与单体蓄电池和单体蓄电池与蓄电池组之间的电能流动，若单体电压大于平均电压，控制单元实现电能有蓄电池单体向低电压方向流动，即单体蓄电池向低电压方向充电，反之蓄电池组通过DC/DC转换单元向电压过低的单体充电。
[0020]通过采用上述技术方案；通过控制单元便于处理和控制哪节蓄电池是欠充电池和电压高的电池，实现自动操作。
[0021]优选的，所述DC/DC转换单元用于将蓄电池组端电压按一定比例转换成平均单体蓄电池电压，为欠充电池进行充电。
[0022]通过采用上述技术方案；通过DC/DC转换单元转变输入电压并有效输出固定电压，便于为欠点电池充电。
[0023]优选的，所述过充放电单元用于将电压高的电池往低于平均单体蓄电池电压的电池充电，过充放电单元的方式为；利用二极管0.7V的压降，将D1、D2、D3共3个二极管串联，达
到2.1V压降，电阻R0为分流电阻，其用于能量消耗，与3个二极管串联，过充放电单元主要由二极管和电阻组成；
[0024]二极管的选型：由于补偿均衡回路中的电阻相比蓄电池内阻小很多，两端的电压在2.1
‑
2.4V范围内，补偿均衡回路的电流很小，因此，二极管可选用整流二极管，最大平均工作电流为5A，最大反向耐压为1000V。
[0025]分流电阻的选型：按最大平均工作电流为5A，电压为2.4V计算，电阻功率至少要12W，因此，分流电阻可选用功率为25W，电阻为1Ω的铝壳电阻。
[0026]通过采用上述技术方案；通过过充放电单元便于将将电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池组串联补偿均衡模块，包括电池组串联补偿均衡模块，其特征在于：所述电池组串联补偿均衡模块包括电压采集单元、比较单元、控制单元、DC/DC转换单元和过充放电单元，电压采集单元的输入端分别与单体蓄电池的输出端和蓄电池组的输出端连接，电压采集单元的输出端与比较单元的输入端连接，比较单元的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的输出端分别与DC/DC转换单元的输入端和过充放电单元的输入端连接，DC/DC转换单元的输出端和过充放电单元的输出端均与单体蓄电池的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种电池组串联补偿均衡模块，其特征在于：所述电压采集单元包括单体蓄电池电压采集和电池组电压采集，电压采集单元用于采集单体蓄电池电压和蓄电池组端电压。3.根据权利要求2所述的一种电池组串联补偿均衡模块，其特征在于：所述蓄电池组电压采集方式为；首先蓄电池组电压输入至DC/DC转换模块(TA)的一次侧，按变比K：1进行电压变换，得到平均单体蓄电池电压Ua，然后经过RC低通滤波电路进行滤波，再进入到运算放大回路，放大R5/R2倍，接着电压信号进入电压跟随器输出。4.根据权利要求2所述的一种电池组串联补偿均衡模块，其特征在于：所述单体蓄电池电压采样方式为；单体蓄电池正负极柱两端的电压值进行分压减除，得到电池差值，即为单体蓄电池电压，然后单体蓄电池电压输入至光耦输入端，进行电
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光
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电的电气隔离转换，转换后的信号再进入运算放大电路中进行信号放大，最后进过RC滤波电路进行滤波，输出电压信号。5.根据权利要求1所述的一种电池组串联补偿均衡模...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙绍弘，温智雄，伍建华，郭子培，李幸蔚，李绍樑，伍益弘，刘磬，潘凤，陈雨薇，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司钦州供电局，
类型：发明
国别省市：