[发明专利]直流变换电路和电池管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源管理技术，尤其涉及一种直流变换电路和电池管理系统。

背景技术

目前，大功率储能器件均采用磷酸铁锂或磷酸锰锂电池作为储能单元，由于单节电芯的容量有限，因此大功率储能器件由多个单节电芯组成。将一定数目的电芯并联封装成为一个单体电池，再将一定数量的单体电池串联封装成为一个电池包，最后将多个电池包串联后为负载提供电源。由于在单体电池的生产过程中，不能保证每个单体电池的电量和内阻都完全一致，且储能器件在使用过程中，随着充放电次数的增加，单体电池内部的化学成分会发生变质，使得各单体电池荷电状态的差异越来越大。因此在储能器件充电的过程中，会出现某些单体电池已经充满，而某些单体电池还未充满的情况，若继续充电，则会使已充满的单体电池过度充电，导致该单体电池的性能严重下降。在储能器件放电的过程中，会出现某些单体电池已经放电完毕，而某些单体电池还剩余电量的情况，若继续放电，则会使已放电完毕的单体电池过度放电，导致电池的性能下降。因此，在储能器件的充放电过程中需要采用一定的平衡调节方式，以使各单体电池的电量保持平衡，提高储能器件的性能，延长使用寿命。

通常采用的平衡调节方式主要有被动平衡和主动平衡，其中主动平衡的方式采用多绕组变压器设置在单体电池与电池包之间，多绕组变压器的初级线圈和次级线圈分别与单体电池和电池包连接，使能量在单体电池和电池包之间双向传输。但由于多绕组变压器自身体积较大，抗震能力较差，且变压器各绕组间干扰较为严重，使得上述主动平衡技术的调节精度和准确度较低。

发明内容

本发明提供一种直流变换电路和电池管理系统，以提高储能器件电量平衡的精度和准确度。

本发明实施例提供一种直流变换电路，包括：直流变换单元、电流检测单元以及反馈控制单元；

所述直流变换单元的高压侧用于与高压侧储能单元连接，所述直流变换单元的低压侧用于与低压侧储能单元连接；

所述电流检测单元用于检测所述直流变换单元输入母线的电流并提供给所述反馈控制单元；

所述反馈控制单元用于根据所述直流变换单元输入母线的电流控制所述直流变换单元进行直流变换。

本发明实施例提供的直流变换电路，采用电流检测单元检测直流变换单元输入母线的电流，并通过反馈控制单元根据该输入母线的电流控制直流变换单元进行直流变换，使高压侧储能单元和低压侧储能单元之间能够进行平滑的能量转移，提高了各储能器件之间电量平衡的精度和准确度。

本发明实施例提供一种电池管理系统，包括如上所述的直流变换电路；

还包括：模拟前端、开关器件驱动模块和电池管理控制器；

所述模拟前端分别与所述低压侧储能单元和电池管理控制器连接，用于监测所述低压侧储能单元的状态，并将状态监测结果提供给所述电池管理控制器；

所述开关器件驱动模块的输入端与所述脉冲生成器连接，所述开关器件驱动模块的输出端分别与所述高压侧开关器件的控制端和低压侧开关器件的控制端连接；

所述电池管理控制器与所述控制状态机通信连接。

本发明实施例提供的电池管理系统，采用电流检测单元检测直流变换单元输入母线的电流，与模拟前端共同对储能单元的状态进行检测，通过电池管理控制器和反馈控制单元控制各直流变换单元中的开关器件实现通断，使得高压侧储能单元和低压侧储能单元之间能够进行平滑的能量转移，以使各电池管理系统中的各低压侧储能单元的充放电电压保持一致，提高了各储能器件之间电量平衡的精度和准确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的直流变换电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一直流变换电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一直流变换电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一直流变换电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一直流变换电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一直流变换电路的结构示意图；

图7为图4中直流变换电路的低压侧充电的电流流向示意图；

图8为图4中直流变换电路的低压侧充电的电流流向另一示意图；

图9为图4中直流变换电路的低压侧充电的电流流向又一示意图；

图10为图4中直流变换电路的低压侧放电的电流流向示意图；

图11为图4中直流变换电路的低压侧放电的电流流向另一示意图；