一种基于微网成组技术的动力电池系统技术方案

本公开提供了一种基于微网成组技术的动力电池系统，属于电力电子领域，包括小功率动力电池模组、隔离型功率变换系统和上位控制系统，所述小功率动力电池模组数量为多个；所述上位控制系统与所述小功率动力电池模组连接，所述小功率动力电池模组和所述隔离型功率变换系统连接，每路所述小功率动力电池模组之间并联。本公开由小功率动力电池模组通过隔离型功率变换系统并联协同工作，代替原本直接相连的大功率串并联电池模组，提高了系统整体容量利用率，电气隔离的引入也提高了电池系统的安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微网成组技术的动力电池系统


[0001]本公开涉电力电子
，尤其是涉及一种一种基于微网成组技术的动力电池系统。

技术介绍

[0002]新能源汽车采用的锂离子动力电池组具有能量密度高、容量大等优点，在当前市场上得到广泛应用的电池成组方式主要包括先并后串和先串后并两类，且在电动汽车中主要采用先并后串的拓扑结构。
[0003]从安全性的角度出发，传统的汽车动力电池串并联结构具有诸多不足之处。
[0004]首先，传统汽车动力电池系统性能存在“短板效应”。短板效应是指电池系统的性能取决于系统内状态最差的电池单体或是电池模组。举例来说，当某一电池单体放电达到极限时，为了防止该电池发生过放电从而导致其寿命缩短或是过热引发安全事故，整个动力电池系统将不可再进行放电，因此短板效应极大影响了电池系统的容量利用率，且对电池系统的一致性管理提出了较高的要求。
[0005]此外，传统汽车动力电池系统电池之间电气耦合性过强。这是指传统的动力电池系统内各电池间通过电路直接相连，不具备电气隔离。在某一电池单体发生短路或是断路故障后，容易引发连锁反应，导致大面积的电池短路或是断路，影响整体系统运行，增加电池系统风险。过强的电气耦合导致系统整体的风险提高，促使目前的电池系统必须采用更完善的防范措施规避事故，但仍存在失控风险。

技术实现思路

[0006]本公开提供了一种基于微网成组技术的动力电池系统，以解决专利技术人认识到的传统系统容量利用率低和电气耦合性过强的问题。
[0007]本公开提供了一种基于微网成组技术的动力电池系统，包括小功率动力电池模组、隔离型功率变换系统和上位控制系统，所述小功率动力电池模组数量为多个；所述上位控制系统与所述小功率动力电池模组连接，所述小功率动力电池模组和所述隔离型功率变换系统连接，每路所述小功率动力电池模组之间并联；
[0008]所述上位控制系统用于获取每一所述小功率动力电池模组的状态信息，根据所述状态信息得到控制指令；
[0009]所述隔离型功率变换系统用于根据所述控制指令，独立调整所述小功率动力电池模组的输出电压和输出功率。
[0010]在上述任一技术方案中，进一步地，所述隔离型功率变换系统包括多个隔离型双向DC
‑
DC变换器，每个所述隔离型双向DC
‑
DC变换器均连接所述小功率动力电池模组。
[0011]在上述任一技术方案中，进一步地，所述隔离型双向DC
‑
DC变换器包括双向全桥变换器、双向LLC型变换器或双向CLLC型变换器。
[0012]在上述任一技术方案中，进一步地，所述隔离型双向DC
‑
DC变换器包括变压器T、电
容C
in
、开关S1～S8、电容C
out
、电阻R
r
和电感L
r
，开关S1～S4呈全桥结构，电容C
in
的两端分别与开关S1和开关S2连接，开关S1和开关S2的公共端与电阻R
r
和电感L
r
连接，电感L
r
与变压器T的输入端连接，开关S3和开关S4的公共端与变压器T的输入端连接，开关S5～S8呈全桥结构，变压器T的输出端分别与开关S5和开关S6的公共端以及开关S7和开关S8的公共端连接，电容C
out
的两端分别与开关S7和开关S8连接。
[0013]在上述任一技术方案中，进一步地，还包括采样模块和通讯模块，所述上位控制系统通过所述采样模块和所述通讯模块与所述小功率动力电池模组连接。
[0014]在上述任一技术方案中，进一步地，所述采样模块至少包括电流采样电路和电压采样电路。
[0015]在上述任一技术方案中，进一步地，所述隔离型功率变换系统通过电源总线连接有负载。
[0016]在上述任一技术方案中，进一步地，所有所述小功率动力电池模组的总功率大于所述负载的额定功率。
[0017]在上述任一技术方案中，进一步地，所述小功率动力电池模组由若干串联的小功率电池单元构成。
[0018]在上述任一技术方案中，进一步地，所述上位控制系统包括多个PI调节器，所述PI调节器分别与所述小功率动力电池模组连接。
[0019]本公开的有益效果主要在于：由小功率动力电池模组通过隔离型功率变换系统并联协同工作，代替原本直接相连的大功率串并联电池模组，提高了系统整体容量利用率，电气隔离的引入也提高了电池系统的安全性。
[0020]应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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。
[0022]图1为本公开提供的一种基于微网成组技术的动力电池系统的原理框图；
[0023]图2为本公开提供的小功率动力电池模组的电路原理图；
[0024]图3为本公开提供的隔离型功率变换系统的电路原理图；
[0025]图4为本公开提供的上位控制系统的电路原理图。
[0026]图标：
[0027]1‑
小功率动力电池模组、2
‑
隔离型功率变换系统、3
‑
上位控制系统、4
‑
辅助电路。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0030]在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微网成组技术的动力电池系统，其特征在于，包括小功率动力电池模组、隔离型功率变换系统和上位控制系统，所述小功率动力电池模组数量为多个；所述上位控制系统与所述小功率动力电池模组连接，所述小功率动力电池模组和所述隔离型功率变换系统连接，每路所述小功率动力电池模组之间并联；所述上位控制系统用于获取每一所述小功率动力电池模组的状态信息，根据所述状态信息得到控制指令；所述隔离型功率变换系统用于根据所述控制指令，独立调整所述小功率动力电池模组的输出电压和输出功率。2.根据权利要求1所述的一种基于微网成组技术的动力电池系统，其特征在于，所述隔离型功率变换系统包括多个隔离型双向DC
‑
DC变换器，每个所述隔离型双向DC
‑
DC变换器均连接所述小功率动力电池模组。3.根据权利要求2所述的一种基于微网成组技术的动力电池系统，其特征在于，所述隔离型双向DC
‑
DC变换器包括双向全桥变换器、双向LLC型变换器或双向CLLC型变换器。4.根据权利要求2所述的一种基于微网成组技术的动力电池系统，其特征在于，所述隔离型双向DC
‑
DC变换器包括变压器T、电容C
in
、开关S1～S8、电容C
out
、电阻R
r
和电感L
r
，开关S1～S4呈全桥结构，电容C
in

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，同小斌，
申请(专利权)人：深圳市极致电效科技有限公司，
类型：发明
国别省市：