充放电控制电路和储能设备的制作方法

本申请涉及电池充放电控制，具体涉及一种充放电控制电路和储能设备。

背景技术：

1、目前，在电池模组的管理系统中，在所有的电池模块的回路闭合对外放电前，会先控制单个电池模块通过限流电阻对大电容进行充电，使大电容的电压接近所有电池模组的平均电压后，在进行回路的闭合对外放电，从而减小回路闭合时各个电池模块之间较大的电压差而产生的冲击电流的大小，从而提高电池模组的管理系统的元件寿命。上述对大电容进行充电的过程也即为电池模块的预放电过程。

2、现有的相关技术中，上述限流电阻采用大功率电阻，因此在电池模块的预放电过程中，相当于电池模块对该大功率电阻进行放电，从而导致限流电阻发热严重，影响其他元器件的正常寿命。并且，多个电池模块并联闭合对外放电前，仅通过预放电过程也无法做到最终各个电池模块的电压均衡，在电池模块之间的电压差过大时，容易产生大电流使管理系统进入过流保护状态，从而影响电池模组的正常使用。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种充放电控制电路，用于降低电池管理系统的温度，并且实现电池模块的电压均衡，在电池均衡时为欠压的电池模块进行小电流的欠压充电。本申请技术方案如下：

2、第一方面，本申请提供一种充放电控制电路，用于控制电池模块的充电电流或放电电流的大小，所述充电电流为负载端输入至所述电池模块的电流，所述放电电流为所述电池模块输出至所述负载端的电流，所述电路包括：双向限流模块，分别与所述电池模块以及所述负载端连接；开关模块，分别与所述电池模块以及所述负载端连接；控制模块，分别与所述双向限流模块以及所述开关模块连接；其中，所述控制模块用于：在所述电池模块预放电时，输出第一限流指令以及第一开关指令；在所述电池模块欠压充电时，输出第二限流指令以及所述第一开关指令；所述双向限流模块用于：在接收到所述第一限流指令时，根据所述第一限流指令调节所述放电电流的大小至第一目标值；在接收到所述第二限流指令时，根据所述第二限流指令调节所述充电电流的大小至第二目标值；所述开关模块用于：在接收到所述第一开关指令时，进入断开状态。

3、在本申请一实施例中，所述双向限流模块包括第一限流单元以及第二限流单元，所述第一限流单元与所述电池模块连接，所述第二限流单元分别与所述第一限流单元以及所述负载端连接；所述第一限流单元用于在接收到所述第一限流指令时调节所述放电电流的大小至所述第一目标值，在接收到所述第二限流指令时进入开关导通状态；所述第二限流单元用于在接收到所述第二限流指令时调节所述充电电流的大小至所述第二目标值，在接收到所述第一限流指令时进入开关导通状态。

4、在本申请一实施例中，所述第一限流单元为第一buck电路，所述第二限流单元为第二buck电路；其中，所述第一buck电路与所述第二buck电路共用降压储能电感。

5、在本申请一实施例中，所述双向限流模块包括第一电阻、第二电阻、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管；所述第一电阻的第一端与所述电池模块的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的源极连接，所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的源极连接，所述第二开关管的漏极接地，所述电感的第一端与所述第一开关管的漏极连接，所述电感的第二端与所述第三开关管的漏极连接，所述第三开关管的源极通过所述第二电阻连接至所述负载端的正极，所述第四开关管的源极与所述第三开关管的漏极连接，所述第四开关管的漏极接地；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管的栅极分别连接至所述控制模块。

6、在本申请一实施例中，所述控制模块用于在所述电池模块预放电时，输出第一脉冲宽度调制信号至所述第一开关管和所述第三开关管，以及输出第二脉冲宽度调制信号至所述第二开关管；其中，所述第一脉冲宽度调制信号与所述第二脉冲宽度调制信号的相位相反。

7、在本申请一实施例中，所述控制模块用于在所述电池模块欠压充电时，输出第三脉冲宽度调制信号至所述第一开关管和所述第三开关管，以及输出第四脉冲宽度调制信号至所述第四开关管；其中，所述第三脉冲宽度调制信号与所述第四脉冲宽度调制信号的相位相反。

8、在本申请一实施例中，所述控制模块还用于在所述电池模块预放电预设时间后，或者在所述电池模块欠压补电至预设电压值后，输出限流断开指令以及第二开关指令；所述双向限流模块还用于在接收到所述限流断开指令后，断开与所述电池模块和/或所述负载端的连接；所述开关模块还用于在接收到第二开关指令后，进入导通状态。

9、在本申请一实施例中，所述开关模块包括第三电阻、第四电阻、第五开关管以及第六开关管；所述三电阻的第一端与所述电池模块的正极连接，第二端与所述第五开关管的漏极连接；所述第六开关管的漏极与所述第五开关管的源极连接，所述第六开关管的漏极与所述负载端的正极连接；所述第四电阻的第一端与所述电池模块的负极连接，第二端与所述负载端的负极连接；所述第五开关管以及所述第六开关管的栅极分别与所述控制模块连接。

10、在本申请一实施例中，还包括防护模块，所述防护模块分别与所述开关模块以及所述负载端连接，用于抑制所述充电电流或所述放电电流的瞬变电压。

11、在本申请一实施例中，所述防护模块包括第一二极管、第二二极管以及第五电阻；所述第一二极管的正极与所述负载端的负极连接，所述第一二极管的负极与所述负载端的正极连接；所述第五电阻的第一端与所述负载端的正极连接，第二端与所述第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与所述负载端的负极连接。

12、第二方面，本申请还提供一种储能设备，包括依次连接的电池模块、上述的充放电控制电路以及供电接口；其中，所述供电接口用于与外部设备或电源进行连接。

13、本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过上述双向限流模块形成电池模块的另外一条独立的第一充放电回路，在该第一充放电回路中仅通过双向限流模块来进行电池模块预放电时的限流，无需设置大功率的限流电阻，从而可以降低电池管理系统的温度，并且在电池模块欠压，并进行电池模组中的电池电压均衡时时，通过该双向限流模块还可以为欠压的电池模块进行小电流的欠压充电，从而实现电池模组的电池均衡管理。

技术特征：

1.一种充放电控制电路，其特征在于，用于控制电池模块的充电电流或放电电流的大小，所述充电电流为负载端输入至所述电池模块的电流，所述放电电流为所述电池模块输出至所述负载端的电流，所述电路包括：

2.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述双向限流模块包括第一限流单元以及第二限流单元，所述第一限流单元与所述电池模块连接，所述第二限流单元分别与所述第一限流单元以及所述负载端连接；

3.如权利要求2所述的充放电控制电路，其特征在于，所述第一限流单元为第一buck电路，所述第二限流单元为第二buck电路；

4.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述双向限流模块包括第一电阻、第二电阻、电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管；

5.如权利要求4所述的充放电控制电路，其特征在于，所述控制模块用于在所述电池模块预放电时，输出第一脉冲宽度调制信号至所述第一开关管和所述第三开关管，以及输出第二脉冲宽度调制信号至所述第二开关管；

6.如权利要求4所述的充放电控制电路，其特征在于，所述控制模块用于在所述电池模块欠压充电时，输出第三脉冲宽度调制信号至所述第一开关管和所述第三开关管，以及输出第四脉冲宽度调制信号至所述第四开关管；

7.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述控制模块还用于在所述电池模块预放电预设时间后，或者在所述电池模块欠压补电至预设电压值后，输出限流断开指令以及第二开关指令；

8.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，所述开关模块包括第三电阻、第四电阻、第五开关管以及第六开关管；

9.如权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，还包括防护模块，所述防护模块分别与所述开关模块以及所述负载端连接，用于抑制所述充电电流或所述放电电流的瞬变电压。

10.如权利要求9所述的充放电控制电路，其特征在于，所述防护模块包括第一二极管、第二二极管以及第五电阻；

11.一种储能设备，其特征在于，包括依次连接的电池模块、如权利要求1至10任一项所述的充放电控制电路以及供电接口；

技术总结
本申请公开了一种充放电控制电路和储能设备，该充放电控制电路包括：双向限流模块，分别与电池模块以及负载端连接；开关模块，分别与电池模块以及负载端连接；控制模块，分别与双向限流模块以及开关模块连接；其中，控制模块用于：在电池模块预放电时，输出第一限流指令以及第一开关指令；在欠压充电时，输出第二限流指令以及第一开关指令；双向限流模块用于：在接收到第一限流指令时，根据第一限流指令调节放电电流的大小至第一目标值；在接收到第二限流指令时，根据第二限流指令调节充电电流的大小至第二目标值；开关模块用于：在接收到第一开关指令时，进入断开状态。本申请可以降低电池系统的温度，还可以为欠压的电池模块进行小电流充电。

技术研发人员：蔡福鹏,吴迪,郑挺,陈开友
受保护的技术使用者：丰疆智能科技（福建）有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/12