【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池组间均衡，特别涉及一种电池簇主动均衡系统及主动均衡方法。
技术介绍
1、电芯是化学材料组成的最小单元，例如锂电芯、钠电芯等，电压在2-4.3v；电池单体或电池包则由数个电芯串并联组成，包装成一个电池单体，例如铅酸电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池等，电压一般在12v-72v；由数个电池单体串并联组成电池簇或称电池组，为电站、基站、汽车、船舶等中大功率需求服务，电压一般在768v-1500v，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体，还包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。
2、电池单体组合后在使用过程中会出现的不一致性，这种不一致性可能由电池单体表现的内阻、电压、使用环境、循环寿命、温差等多种因素造成，因此有必要对电池簇进行均衡。对电池簇的均衡包括组内均衡(又称簇内均衡)和组间均衡(又称簇间均衡)，组内均衡指电池单体或电池包内部解决电芯一致性问题的均衡策略；组间均衡指电池簇或电池组系统中，由于电池单体或电池包一致性问题，所采用的均衡策略。
3、公开号为“cn102522798a”的中国专利技术专利公开了一种电池组模块之间的主动均衡电路，包括：检测电路、管理模块、选通开关以及恒流稳压模块；检测电路用于检测各个电池组模块的电压，找出最大电压跟最小电压的电池组模块；管理模块与检测电路连接，用于判断最大电压与最小电压电池组模块之间的电压差是否达到设定均衡标准压差值并对所述选通开关发出控制信号；选通开关，分别与各个电池组模块的正负极以及管理模块连接，用于接收管理模块发送
技术实现思路
1、本专利技术提供一种电池簇主动均衡系统，旨在解决现有技术组连方式复杂的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的主动均衡系统包括电池组从控单元及与电池组模块数量相同的组间均衡功率模组；
3、所述组间均衡功率模组进一步包括模拟前端芯片、开关管、微控制单元、放大器及变压器；所述模拟前端芯片连接电池组，用于采集电池组电压数据及电池温度数据；四个所述开关管在放大器的输入端前组成移相全桥pwm变换器，由微控制单元控制，其余开关管控制功率回路，由模拟前端芯片控制；所述微控制单元用于接收电池组从控单元发送的控制指令；所述放大器用于将电池组从控单元发送的控制指令放大至微控制单元；所述变压器将放大器与菊花链总线进行隔离；
4、所述组间均衡功率模组中变压器一端的两条引出线分别连接至两条菊花链总线，模拟前端芯片一端的两条引出线分别连接至对应电池组的正负极；
5、所述菊花链总线还与电池组从控单元连接，用于向电池组从控单元传递组间均衡功率模组采集的电池组状态数据，以及向组间均衡功率模组传递电池组从控单元的控制指令。
6、优选地，所述电池组从控单元为pc或嵌入式系统，所述电池组从控系统中还设置有隔离模块，用于将菊花链总线上的均衡电流与pc或嵌入式系统进行隔离。
7、优选地，所述电池组从控单元与菊花链总线之间连接有隔离模块，所述隔离模块用于将菊花链总线上的均衡电流与电池组从控单元进行隔离。
8、优选地，所述组间均衡功率模组设置有两组用于连接菊花链总线的接口，每组接口数量为两个且在组间均衡功率模组内部为短路连接，每组接口对应连接一条菊花链总线。
9、优选地，所述主动均衡系统还包括并联于电池簇正负极的ac-dc充电器及逆变器，所述ac-dc充电器用于为电池簇充电，所述逆变器用于将电池簇的直流电逆变为工频交流电对外输出。
10、优选地，所述逆变器为双向逆变器，用于将电池簇的直流电逆变为工频交流电对外输出；或用于连接外部交流电源，转换为直流为电池簇充电。
11、优选地，所述微控制单元包括外设地址拨码开关，用于设定组间均衡功率模组的地址码。
12、相应的，本专利技术还提出一种电池簇主动均衡方法，使用上述的主动均衡系统，包括以下步骤：
13、组间均衡功率模组内的电池检测模块实时监测电池组状态，采集电池组状态数据，包括电池组的电压、电流、温度以及计算得到的电池容量、电池健康度；
14、组间均衡功率模组将电池组状态数据通过菊花链总线发送至电池组从控单元；
15、电池组从控单元将接收的数据进行比对，根据比对结果生成相应的控制指令，通过菊花链总线发送至组间均衡功率模组；
16、组间均衡功率模组根据接收的控制指令，执行连通或关断操作，连通的组间均衡功率模组之间通过菊花链总线传输均衡电流，对电池组进行均衡。
17、优选地，所述组间均衡功率模组执行连通操作具体为：
18、电池组从控单元发送状态读取指令，通过菊花链总线广播至各组间均衡功率模组，组间均衡功率模组汇报对应电池的状态数据，所述状态数据包括模块地址码、电池健康数据信息、电压、电流及温度、模块运行策略参数；
19、电池组从控单元收到状态数据后进行数据排序、运算，根据设定的组间均衡策略下发均衡指令，所述均衡指令包括组间均衡功率模组的地址码及工作时长；
20、组间均衡功率模组收到指令，检查均衡指令中的地址码与自身的地址码，若地址码匹配成功则开启功率传输功能，通过总线进行电池间的功率传输；若地址码匹配失败则保持组间均衡功率模组的开关管关断状态。
21、优选地，所述组间均衡功率模组执行关断操作具体为：
22、开启功率传输功能按照电池组从控单元要求的工作时长完成后，报送当前电池状态信息至电池组从控单元；
23、电池组从控单元收到信息进行运算，根据运算结果及设定的组间均衡策略决定是否中断、改变、继续组间均衡功率模组的工作状态。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
25、1.本专利技术提出的主动均衡系统采用“数据+功率”共总线传输的方式，并采用“菊花链”的连接方式，大大简化了电池组间均衡的组连方式，采用中高压小电流双向传输，相比现有的组连方法降低了组连难度节约了线材成本。
26、2.本专利技术提出的主动均衡系统通过组间均衡功率模组中的电池检测模块，采集电池电压、电流、温度，通过功率输出模块传输以上数据信号，信号经电池组从控系统比对后下发指令，开启需要进行功率传递的电池模组进行功率传输，相比现有采用开关阵列进行电池组间均衡的方式效率更高、功耗更低。
27、3.本专利技术提出的主动均衡系统通过设置组间均衡功率模组，其中组间均衡功率模组采用移相全桥pwm变换器拓扑结构，结合llc开关电源实现高效功率输出，功率输入复用全桥进行全波整流，通过双向buck-boost电源拓扑给电池充电。移相全桥pwm变换器结合llc开关电源可提高能量转换效率，减少能量浪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，包括电池组从控单元及与电池组模块数量相同的组间均衡功率模组；
2.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述电池组从控单元为PC或嵌入式系统，所述电池组从控系统中还设置有隔离模块，用于将菊花链总线上的均衡电流与PC或嵌入式系统进行隔离。
3.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述电池组从控单元与菊花链总线之间连接有隔离模块，所述隔离模块用于将菊花链总线上的均衡电流与电池组从控单元进行隔离。
4.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述组间均衡功率模组设置有两组用于连接菊花链总线的接口，每组接口数量为两个且在组间均衡功率模组内部为短路连接，每组接口对应连接一条菊花链总线。
5.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述主动均衡系统还包括并联于电池簇正负极的AC-DC充电器及逆变器，所述AC-DC充电器用于为电池簇充电，所述逆变器用于将电池簇的直流电逆变为工频交流电对外输出。
6.根据权利要求5所述的一种电池
7.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述微控制单元包括外设地址拨码开关，用于设定组间均衡功率模组的地址码。
8.一种电池簇主动均衡方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的主动均衡系统，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种电池簇主动均衡方法，其特征在于，所述组间均衡功率模组执行连通操作具体为：
10.根据权利要求8或9所述的一种电池簇主动均衡方法，其特征在于，所述组间均衡功率模组执行关断操作具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，包括电池组从控单元及与电池组模块数量相同的组间均衡功率模组；
2.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述电池组从控单元为pc或嵌入式系统，所述电池组从控系统中还设置有隔离模块，用于将菊花链总线上的均衡电流与pc或嵌入式系统进行隔离。
3.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述电池组从控单元与菊花链总线之间连接有隔离模块，所述隔离模块用于将菊花链总线上的均衡电流与电池组从控单元进行隔离。
4.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述组间均衡功率模组设置有两组用于连接菊花链总线的接口，每组接口数量为两个且在组间均衡功率模组内部为短路连接，每组接口对应连接一条菊花链总线。
5.根据权利要求1所述的一种电池簇主动均衡系统，其特征在于，所述主动均衡系统还包括并联于电...
【专利技术属性】
技术研发人员：景苏鹏，黄华清，
申请(专利权)人：福建省福芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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