一种电池模组柔性连接保护装置的制作方法

文档序号:12687233阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电池模组柔性连接保护装置,其特征在于,包括:动态均压电阻(R1)、采样电阻(R2)、放电电阻(R3)、动态均压电容(C1)、放电用电子开关(G3)、第一电力电子开关(G1)及其内部集成的反并联二极管(D1)、第二电力电子开关(G2)及其内部集成的反并联二极管(D2)、第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第三继电器(K3)和控制保护单元;

其中,

所述动态均压电阻(R1)的一端与电池的正极相连,另一端与动态均压电容(C1)相连;

所述采样电阻(R2)的一端与电池的正极相连,另一端与第一继电器(K1)和第三继电器(K3)相连;

所述放电电阻(R3)的一端与电池的正极相连,另一端与放电用电子开关(G3)的漏极相连;

所述动态均压电容(C1)的一端与动态均压电阻(R1)相连,另一端与电池的负极相连;

所述第一电力电子开关(G1)的漏极与第三继电器(K3)相连,源极与第二电力电子开关(G2)的漏极相连;

所述第二电力电子开关(G2)的源极与电池的负极相连,漏极与第一电力电子开关(G1)的源极相连;

所述放电用电子开关(G3)的漏极与放电电阻(R3)相连,源极与电池的负极相连;

所述第一继电器(K1)的一端与采样电阻(R2)相连,另一端与第二继电器(K2)、第一电力电子开关(G1)的源极和第二电力电子开关(G2)的漏极相连;

所述第二继电器(K2)的一端与第一继电器(K1)、第一电力电子开关(G1)的源极和第二电力电子开关(G2)的漏极相连,另一端与电池的负极相连;

所述第三继电器(K3)的一端与采样电阻(R2)相连,另一端与第一电力电子开关(G1)的漏极相连;

所述控制保护单元的第一端口和第二端口分别与采样电阻(R2)的两端相连,第三端口与电池的负极相连,通过第一至第三端口使得所述控制保护单元的输入为电池电压(V1)和采样电阻(R2)的端电压(V2);所述控制保护单元的输出为第一电力电子开关(G1)、第二电力电子开关(G2)、放电用电子开关(G3)的门极控制信号和第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第三继电器(K3)的控制信号;

所述电池模组柔性连接保护装置的充放电接入端的第一和第二端口分别连接在第二继电器(K2)的两端以实现所述电池模组柔性连接保护装置的充放电功能。

2.根据权利要求1所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:

所述动态均压电阻(R1)为功率电阻;

所述动态均压电容(C1)为薄膜电容;

所述采样电阻(R2)为毫欧极采样电阻;

所述放电电阻(R3)为功率电阻;

所述第一电力电子开关(G1)、第二电力电子开关(G2)和放电用电子开关(G3)均为Mosfet;

所述第一继电器(K1)、第二继电器(K2)和第三继电器(K3)均为磁保持继电器。

3.根据权利要求1所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:

所述控制保护单元基于数字电路或模拟逻辑电路实现。

4.根据权利要求1所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:

所述控制保护单元基于数字处理芯片实现。

5.根据权利要求1所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:所述电池模组柔性连接保护装置具有以下工作状态:

充放电状态:第一继电器(K1)闭合,其它开关均断开;

旁路状态:第二继电器(K2)闭合,其它开关均断开;

均衡电压状态:放电用电子开关(G3)闭合,第二继电器(K2)闭合,其它开关均断开。

6.根据权利要求5所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:所述控制保护单元包括以下功能模块:

电池电压阈值判断模块,用于进行电压阈值判断;

电池充放电电流阈值判断模块,用于检测采样电阻(R2)的端电压(V2),进行电流阈值判断;

电源模块,连接电池电压(V1),用于通过DC/DC变换获得控制保护单元的工作电压;

逻辑控制模块,用于根据输入信号,基于数字电路或模拟逻辑电路进行逻辑判断,产生第一和第二电力电子开关以及放电用电子开关的门极控制信号和第一至第三继电器的控制信号,调整工作状态;

通讯模块,采用RS485或CAN等通讯芯片,用于实现与上级控制、电池BMS的通讯;

多个驱动模块,用于将控制信号转换为具有一定功率的驱动信号。

7.根据权利要求6所述的电池模组柔性连接保护装置,其特征在于:

所述逻辑控制模块根据输入信号,基于数字电路或模拟逻辑电路进行逻辑判断,产生第一和第二电力电子开关以及放电用电子开关的门极控制信号和第一至第三继电器的控制信号,调整工作状态具体为:

当所述逻辑控制模块检测到电池电压(V1)大于电池电压保护阈值后,将发出旁路命令,执行充电状态向旁路状态转换过程,将电池退出,保护电池;

当所述逻辑控制模块检测到电流(I)大于放电电流保护阈值后,将发出旁路命令,执行放电状态向旁路状态转换过程,将电池退出,保护电池;

当所述控制保护单元检测到电池电压(V1)在一定范围内大于电池电压额定值,但没有超过电池电压保护阈值时,导通放电用电子开关(G3),通过电阻(R3)对电池进行放电,降低电池电压到正常的工作范围。

8.一种电池组,包括多个电池模组、多个如权利要求1-7任一项所述电池模组柔性连接保护装置和一个DC/AC双向变流器,其特征在于所述多个电池模组通过所述多个电池模组柔性连接保护装置依次串联,串联以后得到的电池模组组合的输出通过所述DC/AC双向变流器转换为市电。

9.根据权利要求8所述的电池组,其特征在于,每个所述电池模组柔性连接装置中的动态均压电容(C1)和动态均压电阻(R1)参数都相同。

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