[发明专利]一种非接触式动力电池充电和耗散均衡装置

说明书

一种非接触式动力电池充电和耗散均衡装置，其利用非接触式动力电池充电装置中的接收线圈作为均衡拓扑结构的一部分，创新性地实现了一种充电线圈与功率电阻组合的均衡结构，使得无增加外部设备的情况下通过将瞬时大电流及时转化为热能释放，从而解决了现有技术中单体性能不一致所导致的的技术问题，具有成本低、功率大的有益效果好。

技术领域

本发明涉及动力电池非接触式充电技术领域，尤其涉及一种非接触式动力电池充电与耗散均衡技术。

背景技术

对于目前常见的动力电池来说，由于使用过程中产生的容量个体差异及自放电率产生的电压差异，使得电池组整体的性能稳定性不良，缺乏有效的解决办法。虽然在一些接触式的充电方式中已有采用主动均衡和被动均衡的手段解决此问题，但在这两种手段中，被动均衡存在功率低，整体能量利用率低、均衡电流较小，不适用于容量较大的串联式系统等缺点，而主动均衡电路则由于结构复杂、成本高昂因而被限制了应用，同时可靠性也较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种非接触式动力电池充电和耗散均衡装置，其具体包括：

安装于电动载运工具的电动载运工具端和安装于固定充电位的供电端；所述电动载运工具包括但不限于：电动车辆、电动飞行器、电动船舶；

所述供电端包括发射线圈装置、外部电源和主控制器；

所述电动载运工具端包括第一整流滤波器、多个电池单体、接收线圈装置、均衡继电器、功率电阻、第一无线收发装置、多个电池单体选择开关、充电继电器以及从控制器；

其中，所述发射线圈装置用于产生高频交变磁场；所述接收线圈装置用于将感应到的发射线圈装置发出的高频交变磁场转变为高频交流电；

所述多个电池单体选择开关与各电池单体一一对应进行控制；

所述多个电池单体、多个电池选择开关、第一整流滤波器、充电继电器以及接收线圈装置线圈依次串联；

所述充电继电器与所述电池单体选择开关相互配合，进行选通为特定电池单体或电池模组充电；

所述多个电池选择开关、均衡继电器、功率电阻、接收线圈装置依次串联；均衡器继电器与电池单体选择开关配合，用于使特定单体的瞬时大电流放电，并通过功率电阻将电能转化为热能耗散掉，从而实现各电池单体之间能够实时保持一致性以及电池组整体的均衡；

所述从控制器用于控制均衡器继电器、充电继电器的通断，以及控制多个电池单体选择开关的通断与选通；

主控制器与从控制器通信交换测得的电池单体电压、温度或者更新的电池SOC或SOH信息。

进一步地，在电动载运工具端接收线圈装置与充电继电器之间还串联有第一拓扑补偿电路，用于减小接收线圈装置的漏感，提高能量的传输效率，补偿结构可以采取S/S、LS、PS、PP、LCC等多种形式。

进一步地，所述供电端具有第二整流滤波装置、逆变器以及第二拓扑补偿电路，串联于外部电源与发射线圈装置之间，并根据主控制器的控制产生高频交变磁场。

进一步地，所述电动载运工具端设有第一无线收发装置，供电端设有第二无线收发装置，用于实现主、从控制器之间的无线通信。

进一步地，所述发射线圈装置采用利兹线缠绕的线圈，将高频交流电转变为高频交变磁场。