【技术实现步骤摘要】
一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及一种电力设备均衡装置及控制方法，尤其涉及一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，属于储能
。
技术介绍
[0002]锂电池储能系统由多个电池模组串并联组成，电池模组由多个电芯串联组成
。
在系统工作过程中，由于锂电池的个体差异，会出现不同电池电压与荷电状态值存在较大差异的状况发生，从而使每个电池可充放电容量不一致，导致电池模组过充或过放，对系统的安全性和可循环次数造成影响
。
因此需要对系统中各电池的荷电状态进行均衡，以保证整个系统的试使用寿命
。
[0003]目前使用较多的均衡方法是将
SOC
值高的模组的电能传递到
SOC
低的模组中
。
这样一定程度上实现了系统的均衡，但是不涉及电池模组内部的均衡，而模组内电芯的不均衡也会影响模组的性能，进而影响系统的性能
。
[0004]因此进一步管理电池模组内电芯的能量是提高系统性能的一个可行方法
。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题使提供一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案一是：
[0007]一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，所述电池模组包括
m
个串联的电芯，所述多电池模组包括
n
个并...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，所述电池模组包括
m
个串联的电芯，所述多电池模组包括
n
个并联电池模组，其特征在于，所述均衡装置包括控制器
、n
个结构相同的均衡单元
、
均衡母线电压控制单元
、
开关阵列；所述
n
个均衡装置单元并联在直流母线
DC+
与直流母线
DC
‑
之间；所述均衡装置单元1由串联的电池模组
1、
开关阵列1和均衡单元1组成；所述均衡单元1的第一端口
P
与电池模组1串联在直流母线
DC+
与直流母线
DC
‑
之间，均衡单元1的第二端口
R
并联在均衡母线
DC+
与均衡母线
DC
‑
之间，均衡单元1的第三端口
S
与开关阵列出口
S
并联；所述均衡母线电压控制单元的第四端口
M
接在均衡母线
DC+
与均衡母线
DC
‑
之间，第五端口
N
接在直流母线
DC+
与直流母线
DC
‑
之间；所述控制器用于输出
n
个均衡单元和均衡母线电压控制单元的脉冲信号
。2.
根据权利要求1所述的一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，其特征在于：均衡单元1包括高频三绕组变压器
T1、
电感
L、
电容
C、
第一端口
P、
第一全桥电路
、
第二端口
R、
第二全桥电路
、
第三端口
S、
第三全桥电路；所述第一全桥电路由开关管
M1‑
M4和反并联的二极管
Q1‑
Q4组成，开关管与反并联二极管组成第一至第四并联组合，第一并联组合和第二并联组合串联构成第一并联支路，第三并联组合和第四并联组合串联构成第二并联支路，第一并联支路
、
第二并联支路和电容
C
P
并联，形成第一端口
P
；第二全桥电路是由开关管
M5‑
M8和反并联的二极管
Q5‑
Q8组成，开关管与反并联二极管组成第五至第八并联组合，第五和第六并联组合串联构成第三并联支路，第七和第八并联组合串联构成第四并联支路，第三并联支路
、
第四并联支路和电容
C
R
并联，形成第二端口
R
；第三全桥电路是由开关管
M9‑
M
12
和反并联的二极管
Q9‑
Q
12
组成，开关管与反并联二极管组成第九至第十二并联组合，第九和第十并联组合串联构成第五并联支路，第十一和第十二并联组合串联构成第六并联支路，第五并联支路
、
第六并联支路和电容
C
S
并联，形成第三端口
S
；所述高频三绕组变压器
T1的变比为
1:K2：
K3；电感
L
r1
与高频变压器
T1的一次绕组串联在第一与第二并联组合
、
第三与第四并联组合的节点之间；电感
L
r2
与高频变压器
T1的二次绕组串联在第五与第六
、
第七与第八并联组合的节点之间；电感
L
r3
与高频变压器
T1的三次绕组串联在第九与第十
、
第十一与第十二并联组合的节点之间
。3.
根据权利要求1所述的一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，其特征在于：开关阵列包括单体选通阵列和极性选择阵列，开关器件由
mos
管反并联二极管构成
。
单体选通阵列由接在第一个电芯正极上的两个反串联的开关器件
K1、K2和接在每个电芯负极上的两个反串联的开关器件
K
2m+1
、K
2m+2
构成；极性选通阵列由4对反向串联的开关器件
T1‑
T8构成
。
开关阵列用于将电芯与均衡单元的第三端口
S
接通，对电芯进行充放电
。4.
根据权利要求1所述的一种多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，其特征在于：均衡母线电压控制单元包括第四端口
M、
第四全桥电路
、
第五端口
N
和第五全桥电路
、
电感
L
和一个变比为
1:K
的高频变压器
T2；所述第四全桥电路由开关管
S1‑
S4和反并联的二极管
D1‑
D4组成，开关管与反并联二极管组成第一至第四均衡并联组合，第一
、
第二均衡并联组合串联构成第一均衡并联支路，第三和第四均衡并联组合串联构成第二均衡并联支路，第一
、
第二均衡并联支路和电容
C
M
并联，形成第四端口
M
；第五全桥电路由开关管
S5‑
S8和反并联的二极管
D5‑
D8组成，开关管与反并联二极管组成第五至第八均衡并联组合，第五
、
第六均衡并联组合串联构成第三均衡并联
支路，第七和第八均衡并联组合串联构成第四均衡并联支路，第三
、
第四均衡并联支路和电容
C
N
并联，形成第五端口
N
；电感
L
与高频变压器
T2的一次绕组串联在第一与第二均衡并联组合的节点和第三与第四均衡并联组合的节点之间，高频变压器
T2的二次绕组接在第五与第六母线并联组合的节点和第七与第八均衡并联组合的节点之间
。5.
一种用于权利要求1所述的多电池模组并联及内部均衡的装置及控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：收集各电池模组中电芯的荷电状态
SOC
ij
，计算电池模组内各电芯荷电状态的平均值
SOC
i
【专利技术属性】
技术研发人员：付超，杨逸歆，孙玉巍，柳开鹏，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：
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