一种电池簇的同步投切电路的制作方法

本发明涉及储能系统控制领域，特别是涉及一种电池簇的同步投切电路。

背景技术：

当储能系统需要满足大功率输出的时候，通常会使用多个电池组进行并联连接向负载进行供电，此时就需要进行多个电池组进行同步投切的操作。目前储能系统的电池组的投切操作存在以下问题：一是多个电池组之间采用的是通讯方式进行同步投切，由电池管理系统的主控单元通过通讯收集各从控单元的投切信息，经主控单元判断处理后，再下发指令控制各从控单元进行投切动作，由于采用的通讯方式进行投切，当各电池组存在通讯延迟时，各电池组的投切会出现投切不同步的现象，具体表现为各电池组连接的继电器出现闭合及断开不同时的状况，最先闭合或者最后断开的继电器上容易出现因闭合或者断开电流过大而导致触点烧结及粘连等情况的发生，导致储能系统无法正常工作；二是投切方式需要一个主控单元进行同步指令的发出，协调各电池组继电器的同步投切，这无疑增加了储能系统的制作成本。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电池簇的同步投切电路。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池簇的同步投切电路，包括：若干电池组、dcdc单元、隔离电阻r0、与所述电池组一一对应的同步单元以及与所述同步单元一一对应的电池管理单元，每一所述电池组的总正端连接有总正继电器，总负端连接有总负继电器，所述dcdc单元的第一输出端串联所述隔离电阻r0后与每一所述同步单元的第一输入端连接，第二输出端与每一所述同步单元的第二输入端连接；

每一所述同步单元的输入控制端与其对应所述电池管理单元的数字信号输出端连接，电源输入端与其对应所述电池管理单元的电源输出端连接，输出端与其对应所述电池管理单元的数字信号输入端连接；

每一所述电池管理单元的第一信号控制端与其对应的所述总正继电器的控制端连接，第二信号控制端与其对应的所述总负继电器的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述同步单元包括第一光电三极管u1、第二光电三极管u2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述第一光电三极管u1的阳极串联所述第一电阻r1后作为所述同步单元的第一输入端，阴极与所述第二光电三极管u2的发射极后作为所述同步单元的第二输入端，集电极串联所述第三电阻r3后作为所述同步单元的电源输入端，发射极与所述第二光电三极管u2的阴极连接后接于地；

所述第二光电三极管u2的集电极串联所述第二电阻r2后与所述第一电阻r1的一端连接，阳极串联所述第四电阻r4后作为所述同步单元的输入控制端；

所述第一光电三极管u1与所述第三电阻r3之间的连接节点作为所述同步单元的输出端。

在其中一个实施例中，所述电池组由若干单体电芯串/并联组成。

在其中一个实施例中，所述第一电阻r1为限流电阻。

在其中一个实施例中，所述第二电阻r2为限流电阻。

在其中一个实施例中，所述第三电阻r3为限流电阻。

在其中一个实施例中，所述第四电阻r4为限流电阻。

本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：

1.采用硬件电路的方式实现多个电池组的同步投切，相比于传统的通讯方式实现同步投切，同步投切信号快速准确，大大提高了安全性和稳定性。

2.控制电路元器件组成成分少，不需要额外增设成本较高的主控单元实现同步投切，降低了设计成本和设计难度。

附图说明

图1为本实施例中的电池簇的同步投切电路的结构示意图；

图2为本实施例中的同步单元的电路原理示意图；

图3为本实施例中的同步投切的方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为电池簇的同步投切电路的结构示意图，请一并结合参照图2和图3，包括：若干电池组(附图未标识)、dcdc单元100、隔离电阻r0、与所述电池组一一对应的同步单元200以及与所述同步单元200一一对应的电池管理单元300，每一所述电池组的总正端连接有总正继电器(附图未标识)，总负端连接有总负继电器(附图未标识)，所述dcdc单元100的第一输出端串联所述隔离电阻r0后与每一所述同步单元200的第一输入端连接，第二输出端与每一所述同步单元200的第二输入端连接；

每一所述同步单元200的输入控制端与其对应所述电池管理单元300的数字信号输出端连接，电源输入端与其对应所述电池管理单元300的电源输出端连接，输出端与其对应所述电池管理单元300的数字信号输入端连接；

每一所述电池管理单元300的第一信号控制端与其对应的所述总正继电器的控制端连接，第二信号控制端与其对应的所述总负继电器的控制端连接。

具体地，所述同步单元200包括第一光电三极管u1、第二光电三极管u2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述第一光电三极管u1的阳极串联所述第一电阻r1后作为所述同步单元200的第一输入端，阴极与所述第二光电三极管u2的发射极后作为所述同步单元200的第二输入端，集电极串联所述第三电阻r3后作为所述同步单元200的电源输入端，发射极与所述第二光电三极管u2的阴极连接后接于地；

所述第二光电三极管u2的集电极串联所述第二电阻r2后与所述第一电阻r1的一端连接，阳极串联所述第四电阻r4后作为所述同步单元200的输入控制端；

所述第一光电三极管u1与所述第三电阻r3之间的连接节点作为所述同步单元200的输出端。

具体地，所述电池组由若干单体电芯串/并联组成。

进一步地，所述第一电阻r1为限流电阻。

进一步地，所述第二电阻r2为限流电阻。

进一步地，所述第三电阻r3为限流电阻。

进一步地，所述第四电阻r4为限流电阻。

具体工作原理如下：

当电池管理单元300检测到电池组均处于准备就绪状态或者状态正常时，需要投切总正继电器和总负继电器至闭合状态。则电池管理单元300的数字输出端口(即图2中的do端口)输出低电平信号，因数字输出端口与同步单元200的输入控制端(即图2中的vi端口)连接，则输入控制端输入低电平信号。第二光电三极管u2不导通，第一光电三极管u1导通，同步单元200的第一输入端(即图2中的vbus+端口)和第二输入端(即图2中的vbus-端口)的电压压差值等于dcdc单元100的输出电压。在本实施例中，dcdc单元100的输出电压值为△v。所以同步单元200的输出端(即图2中的vo端口)输出低电平信号，由于同步单元200的输出端与电池管理单元300的数字信号输入端(即图2中的di端口)连接，数字信号输入端输入低电平，则电池管理单元300通过第一信号控制端(即图2中的rl_neg)和第二信号控制端(即图2中的rl_pos)分别控制总正继电器闭合和总负继电器闭合。

当电池管理单元300检测到电池组至少有一个处于未准备就绪状态或者异常时，需要投切总正继电器和总负继电器至断开状态。则电池管理单元300的数字输出端口输出高电平信号，则同步单元200的输入控制端输入高电平信号。第二光电三极管u2导通，第一光电三极管u1不导通，同步单元200的第一输入端和第二输入端的电压压差值约等于0v。所以同步单元200的输出端输出高电平信号，数字信号输入端输入高电平，则电池管理单元300通过第一信号控制端和第二信号控制端分别控制总正继电器断开和总负继电器断开。

需要特别强调的是，当电路处于运行过程中，只要有一个电池组由正常状态转变为异常状态时。则该电池组对应的电池管理单元300的数字信号输出端口由低电平转换为高电平，第一输入端和第二输入端的电压压差值由△v转换为0v，对应的同步单元200的输出端由低电平转换为高电平。则所有电池组对应的电池管理单元300利用第一信号控制端和第二信号控制端分别断开总正继电器和总负继电器，完成同步投切的操作。

还需要说明的，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4为限流电阻，有效地保护了电路。

还需要说明的是，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4也起到匹配电阻的作用。

本发明采用硬件电路的方式实现多个电池组的同步投切，相比于传统的通讯方式实现同步投切，同步投切信号快速准确，大大提高了安全性和稳定性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施-方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。