一种锂离子电池组主动均衡系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池组主动均衡系统。
【背景技术】
[0002]随着不可再生资源的不断消耗和环境问题的日益凸显，国家对新能源的研究和开发越来越重视，尤其是节能减排方面的指标性要求，使锂离子动力电池在近年来发展十分迅速，广阔的发展空间。
[0003]由于单体电池由于其电压小、功率低等原因，通常需要与多个相同的单体电池进行串并联形成高电压、大功率的电池组进行使用。考虑到电池一致性，电池组在不平衡状态时需要用外部电路均衡。现有技术分两大类，一类是“被动均衡”技术，使用电阻消耗高能量电池多余电能，达到充电时的平衡。均衡电流小，同时产生大量热量导致环境温度升高，安全性能也会存在一定风险。另一方面消耗大量电池能量，电池组可用电量被限制到最小容量电池；第二类是主动均衡技术，使用隔离变压器，或者电容飞渡等隔离能量传输方进行电池能量转移，可以通过电池组补电给单并电池，亦可将单并电池电能转移到电池组。当前主动均衡能量转移方向主要通过以下方式进行:一种是单并电池与整个电池包能量直接转移，这种方式下，当电池包电压过高的时候，单并和电池包之间电压差异过大，导致转移效率低下，每个分体电池箱体都需要引入电池包总电源线，布线复杂且存在绝缘安全隐患。另一种方式是电池组间转移，此种方式，能量只能往相邻电池组转移，不能做到任意能量转移，且每个控制模块单元之间都需要和上下相邻控制单元之间连接电源电缆，超过2对以上布线，布线复杂。且同样为一次隔离换能，存在绝缘安全隐患。同时当能量需要跨模块转移的时候，需要多级能量转移，效率低下。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种锂离子电池组主动均衡系统，既保留了主动均衡非损耗式转移，均衡电流大等优点，摒弃了当前主动均衡存在的布线复杂，绝缘性安全性差，效率低下等诸多缺点。
[0005]为解决上述技术问题，本新型提供一种锂离子电池组主动均衡系统，包括多个电池组、多个换能电路以及一个能量中转器；换能电路的数量与电池组的数量相同，每个电池组电连接至对应一个换能电路，每个换能电路电连接至所述能量中转器；每个换能电路用于将对应连接的电池组的电能转移至所述能量中转器贮存或者将所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组。
[0006]本新型的有益效果是:使用主动均衡技术，通过优化转移方向，采样中转能量器的方式，减少线缆连接，同时为低压线缆，提高安全性，转移压差小，跨模块转移次数仅为2次，极大提高转移效率。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型提供的一种锂离子电池组主动均衡系统原理示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，为本新型优选实施方式提供的一种锂离子电池组主动均衡系统100，包括多个电池组(图1中以两个电池组①和②示例)、多个换能电路(图1中以两个换能电路③和④示例)以及一个能量中转器(如图1所示，⑤代表能量中转器)。换能电路的数量与电池组的数量相同，每个电池组电连接至对应一个换能电路，每个换能电路电连接至所述能量中转器。每个换能电路用于将对应连接的电池组的电能转移至所述能量中转器贮存或者将所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组。
[0009]每个电池组由多个并联的单体电池组成。每个换能电路用于将对应连接的电池组的一个或多个单体电池的电能转移至所述能量中转器贮存。每个换能电路用于所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组的一个或多个单体电池。换能电路是可以是变压器或者电容；能量中转器为蓄电池，本实施方式中，所述能量中转器采用100V以下蓄电池。
[0010]具体的，工作原理如下:当其中电池组①中任一电芯电压过高，例如随机设定电池组①中电芯C电压过高，电池组①通过换能电路③将多余能量转移到能量中转器⑤，进行能量的暂时存储。当电池组②中任一电芯电压过低需补充能量时，同样随机设定电池组②中C3电压过低时，能量中转器⑤通过换能电路④将暂存的能量转移给电池组2中C3进行能量的补给。能量不仅可以对整个动力电池组中进行能量转移，也可以是单个电池组间进行能量的转移，这样就达到了整个动力电池组内部单并电池的能量一个动态平衡。其中Iin和lout分别代表电池组向能量中转器暂存剩余电量以及从能量中转器转移暂存的电量对低压电池进行电量的补充。
[0011]本实用新型是一种主动均衡能量中转器的电路设计思想，将电压过高电池的电能转移到能量中转器--再将能量中转器的电能转移给电压过低的电池。任意电池组之间能量转移都经过固定的2次隔离。提高了效率和绝缘安全性，同时布线简洁可靠。能量中转器作为“公共能量池”使用100V以下蓄电池，可以是大巴低压电源或超级电容等装置，低压安全。另外由于每个电池组只和“公共能量池”交换能量，所以电池组布线仅为一对低压电源线。
[0012]本实用新型的优点:使用主动均衡技术，通过优化转移方向，采样中转能量器的方式，减少线缆连接，同时为低压线缆，提高安全性，转移压差小，跨模块转移次数仅为2次，极大提高转移效率。
[0013]以上所述仅为本新型的实施方式，并非因此限制本新型的专利范围，凡是利用本新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种锂离子电池组主动均衡系统，包括多个电池组、多个换能电路以及一个能量中转器；换能电路的数量与电池组的数量相同，每个电池组电连接至对应一个换能电路，每个换能电路电连接至所述能量中转器；每个换能电路用于将对应连接的电池组的电能转移至所述能量中转器贮存或者将所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组。2.如权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡系统，其特征在于:每个电池组由多个并联的单体电池组成。3.如权利要求2所述的锂离子电池组主动均衡系统，其特征在于:每个换能电路用于将对应连接的电池组的一个或多个单体电池的电能转移至所述能量中转器贮存。4.如权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡系统，其特征在于:每个换能电路用于所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组的一个或多个单体电池。5.如权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡系统，其特征在于:换能电路是可以是变压器或者电容。6.如权利要求1所述的锂离子电池组主动均衡系统，其特征在于:所述能量中转器采用100V以下蓄电池。
【专利摘要】一种锂离子电池组主动均衡系统，包括多个电池组、多个换能电路以及一个能量中转器；换能电路的数量与电池组的数量相同，每个电池组电连接至对应一个换能电路，每个换能电路电连接至所述能量中转器；每个换能电路用于将对应连接的电池组的电能转移至所述能量中转器贮存或者将所述能量中转器贮存的电能转移至对应的电池组。使用主动均衡技术，通过优化转移方向，采样中转能量器的方式，减少线缆连接，同时为低压线缆，提高安全性，转移压差小，跨模块转移次数仅为2次，极大提高转移效率。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN205070512
【申请号】CN201520784861
【发明人】冷小威, 尹旭勇, 李瑶
【申请人】深圳市沃特玛电池有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月11日