电压转换器、电池模组和供电系统技术方案

本公开涉及一种电压转换器、电池模组和供电系统，涉及新能源领域。所述电压变换器包括：至少两个升压电路，每个所述升压电路的输入端均与所述电压变换器的电压输入端连接，每个所述升压电路均被配置为在其开关信号端为第一电平时存储来自其输入端的电能，在其开关信号端为第二电平时利用所存储的电能对来自其输入端的电信号进行升压变换；至少两个隔离扼流圈，每个所述升压电路的输出端各自经过一个所述隔离扼流圈的两端与所述电压变换器的电压输出端连接。由此，可以帮助解决传统非隔离型电压变换器电流不连续的问题，并帮助实现包括稳定升压部件的电池并联供电系统。稳定升压部件的电池并联供电系统。稳定升压部件的电池并联供电系统。

【技术实现步骤摘要】
电压转换器、电池模组和供电系统


[0001]本公开涉及新能源领域，特别涉及一种电压转换器、电池模组和供电系统。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的发展，锂电池储能已受到越来越多的关注。为了满足设备的实际供电需求，实际应用中需要将单节电芯进行串联或并联，以获得更高的输出电压或更大的电池容量。在串联方式供电的场景下，输出电压为各节电芯电压之和，电池容量不变，内阻增大。在并联方式供电的场景下，输出电压不变，电池容量为各节电芯容量之和，内阻减小，可供电的时间延长。
[0003]目前，以串联多节电芯为基础搭配电池管理系统(Battery Management System，BMS)是最常见的电源实现方式。电池串联在提高电池输出电压的同时也放大了电池的不一致性对电池模组的不良影响的问题，使锂电池的安全性能大幅度降低。对此，电池管理系统主要通过监测、控制和通信来避免电池的过充电或过放电，被认为是目前最有效的锂电池安全性能控制系统。但是，电池管理系统的控制模式是以监测为基础的，如同一个消防员提着灭火器候在火源旁，一旦发现冒烟就在第一时间灭火，却无法从根本上改善安全性问题。
[0004]相比于串联方式供电，并联方式供电的电池容量利用率更高、电池寿命更长并且安全性更好。然而，并联方式供电需要使用电压变换器对输出电压进行升压变换，但这对于输出电压低、电压波动范围大的并联锂电芯来说是非常困难的——其低电压大电流的工作条件对于传统隔离型电压变换器中高频变压器的磁芯提出了难以满足的极高要求，而传统非隔离型电压变换器又存在着输出电流不连续而难以为后端提供功率支持的问题。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种电压转换器、电池模组和供电系统，可以帮助解决传统非隔离型电压变换器电流不连续的问题，其技术方案如下。
[0006]第一方面，提供了一种电压变换器，所述电压变换器包括：
[0007]至少两个升压电路，每个所述升压电路的输入端均与所述电压变换器的电压输入端连接，每个所述升压电路均被配置为在其开关信号端为第一电平时存储来自其输入端的电能，在其开关信号端为第二电平时利用所存储的电能对来自其输入端的电信号进行升压变换；
[0008]至少两个隔离扼流圈，每个所述升压电路的输出端各自经过一个所述隔离扼流圈的两端与所述电压变换器的电压输出端连接。
[0009]在一种可能的实现方式中，每个所述升压电路包括储能电感、开关晶体管和续流二极管；其中，
[0010]所述储能电感的第一端连接所述升压电路的输入端，所述储能电感的第二端分别连接所述开关晶体管的第一极和所述续流二极管的正极，所述续流二极管的负极连接所述升压电路的输出端，所述开关晶体管的栅极连接所述升压电路的开关信号端，所述开关晶
体管的第二极连接所述电压变换器的公共端。
[0011]在一种可能的实现方式中，每个所述升压电路还包括采样子电路，
[0012]所述采样子电路连接所述升压电路的输出端，所述采样子电路被配置为对所述升压电路的输出端处的电压值进行采样。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述采样子电路包括第一电阻和第二电阻，所述采样子电路的输出端经过所述第一电阻的两端连接所述升压电路的输出端，所述采样子电路的输出端经过所述第二电阻的两端连接所述电压变换器的公共端。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述比较子电路包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端连接所述比较子电路的第一输入端，所述运算放大器的正相输入端连接所述比较子电路的第二输入端，所述运算放大器的输出端连接所述比较子电路的输出端。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述升压电路还包括第一电容第二电容，所述第一电容的两端分别连接所述升压电路的输入端和所述电压变换器的公共端，所述第二电容的两端分别连接所述升压电路的输出端和所述电压变换器的公共端。
[0016]第二方面，提供了一种电池模组，所述电池模组包括电芯单元和多级升压变换器，所述多级升压变换器中的第一级升压变换器为上述的任意一种的电压变换器，所述电芯单元的正极依次经过所述多级升压变换器中每一级的电压输入端和电压输出端连接至所述电池模组的正极端，所述电芯单元的负极和所述多级升压变换器中每一级的公共端均连接至所述电池模组的负极端。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述电芯单元包括多个并联连接在所述电芯单元的正极和负极之间的电芯。
[0018]第三方面，提供了一种供电系统，所述供电系统包括多个上述任意一种的电池模组，所述供电系统的正压总线分别连接每个所述电池模组的正极端，所述供电系统的负压总线分别连接每个所述电池模组的负极端。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述供电系统还包括多个充电模组，每个所述充电模组与对应的一个所述电池模组的正极端和负极端分别相连，所述多个充电模组的电源端连接至同一条充电总线。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述供电系统还包括分别连接所述正压总线及所述负压总线的逆变器。
[0021]从上述技术方案中可以看出，上述电压变换器中包括多个经过隔离扼流圈连接至输出端的升压电路，从而在为各升压电路提供适当的开关信号(例如周期相同的一组时钟信号)时，各个升压电路能够在每个时钟周期内分时段地为电压变换器的输出端提供电流(即升压变换后的电信号)——在其中一个升压电路提供升压变换后的电信号的时段内，其他升压电路输出端的隔离扼流圈能够利用所存储的正向电流防止电压变换器输出端处升压变换后的电信号逆流到升压电路内部，而且隔离扼流圈可以具备足够低的电阻值而不会对升压变换的幅值造成不良影响。由此，上述电压变换器能够在电池并联供电的场景下为后端连接的升压型电压变换器提供稳定的功率输出，从而实现电池并联供电的场景下稳定的升压变换，克服传统串联供电方式对电池一致性要求高、容量有限且安全性差的缺点，有助于提升电池模组的产品性能。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本公开实施例提供的一种电压变换器的结构框图；
[0024]图2是本公开实施例提供的一种开关信号组合的时序图；
[0025]图3是本公开实施例提供的一种电压变换器的电路结构图；
[0026]图4是图3所示的电压变换器的一种工作状态示意图；
[0027]图5是图3所示的电压变换器的另一种工作状态示意图；
[0028]图6是本公开实施例提供的一种电池模组的结构框图；
[0029]图7是本公开实施例提供的一种供电系统的结构框图。
具体实施方式
[0030]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压变换器，其特征在于，所述电压变换器包括：至少两个升压电路，每个所述升压电路的输入端均与所述电压变换器的电压输入端连接，每个所述升压电路均被配置为在其开关信号端为第一电平时存储来自其输入端的电能，在其开关信号端为第二电平时利用所存储的电能对来自其输入端的电信号进行升压变换；至少两个隔离扼流圈，每个所述升压电路的输出端各自经过一个所述隔离扼流圈的两端与所述电压变换器的电压输出端连接。2.根据权利要求1所述的电压变换器，其特征在于，每个所述升压电路包括储能电感、开关晶体管和续流二极管；其中，所述储能电感的第一端连接所述升压电路的输入端，所述储能电感的第二端分别连接所述开关晶体管的第一极和所述续流二极管的正极，所述续流二极管的负极连接所述升压电路的输出端，所述开关晶体管的栅极连接所述升压电路的开关信号端，所述开关晶体管的第二极连接所述电压变换器的公共端。3.根据权利要求1所述的电压变换器，其特征在于，每个所述升压电路还包括采样子电路，所述采样子电路连接所述升压电路的输出端，所述采样子电路被配置为对所述升压电路的输出端处的电压值进行采样。4.根据权利要求3所述的电压变换器，其特征在于，所述采样子电路包括第一电阻和第二电阻，所述采样子电路的输出端经过所述第一电阻的两端连接所述升压电路的输出端，所述采样子电路的输出端经过所述第二电阻的两端连接所述电压变换器的公共端。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨准，
申请(专利权)人：杨准，
类型：发明
国别省市：