[发明专利]一种含交流模块的电池主动均衡装置

说明书

本发明设计了一种含交流模块的电池均衡装置，包括电池组、逆变单元、均衡单元，所述逆变单元输入端与电池组的电池正极B+和电池负极B‑相连接，逆变单元的输出端与所有均衡单元的输入端串联连接，形成回路；均衡单元的正极输出端和负极输出端分别与所要均衡的电池单体的正负极相连接；逆变单元的结构为桥式逆变电路、半桥式逆变单路、推挽逆式变电路，以及其他种类的单相逆变电路；均衡单元为含有半波整流电路、全波整流电路、全桥整流电路，以及其它种类的整流电路。该装置能够对任意多个单体电池同时进行均衡控制，均衡效率高，除了逆变单元；不需要高速功率开关器件，成本低、控制简单灵活、发热低，仅需要与单体电池数量相同的可控开关。

技术领域

本发明涉及一种含交流模块的电池主动均衡装置，属于锂电池等相关电池的管理系统，特别是对多个单体电池串联进行均衡的均衡电路。

背景技术

随着锂电池和储能技术的发展，对电池管理系统的要求也越来越高。多个单体电池串联，由于单体电池本身的性能不一致，在充放电过程中会产生不均衡问题，会造成电池的老化，影响电池的寿命和安全性。

目前对电池进行均衡的方法主要有被动式均衡方法和主动式均衡方法。其中被动式均衡方法主要是电阻耗能式，在每一颗单体电池并联一个电阻分流，耗能均衡就是将容量多的电池中多余的能量消耗掉，实现整组电池电压的均衡。例如中国专利CN102457078A、CN106329667A、CN102195314A、CN107492924A、CN108063473A分别公开了几种不同形式的耗能式均衡电路及其控制方法。耗能式均衡不仅会消耗宝贵的能量还会引起系统发热。

主动均衡方法是将单体能量高的转移到单体能量低的，或用整组能量补充到单体最低电池，在实施过程中需要一个储能环节，好让能量通过这个环节重新进行分配。中国专利CN 207098716U、CN103248077A、CN105391130A、CN102111003A、CN104113110A公开了几种采用电感储能的电池均衡电路，而CN107994651A、CN103051029A、CN107579575A、CN107317376A、CN106816930A公开了几种采用电容储能的电池均衡电路。不论采用电感储能还是采用电容储能，都需要多个高速开关的功率开关器件，成本较高、控制复杂，且不能同时对任意单体电池进行均衡控制，因此均衡效率较低。

中国专利CN104577227A、CN104201743、CN107785957A、CN107834655A公开了几种采用变压器隔离或者采用DC/DC变换器集中式主动均衡电路，由于仅采用一个变压器均衡所有单体电池，因此变压器抽头多，制作安装困难，不合适电池组的变化。此外需要多个高速功率开关器件，成本高控制复杂。而且不能同时对多个任意单体电池进行均衡。

综上所述，现有技术中被动式均衡电路存在不仅会消耗宝贵的能量，而且还会引起系统发热等诸多问题。主动均衡需要多个高速功率开关器件，成本高、控制复杂、需要散热、不能同时均衡多个任意单体电池、均衡效率低。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种含交流模块的电池均衡装置，与现有技术相比，能够对任意多个单体电池同时进行均衡控制，均衡效率高，除了逆变单元，不需要高速功率开关器件，成本低、控制简单灵活、发热低，仅需要与单体电池数量相同的可控开关即可。

本发明采取的技术方案为：