[发明专利]基于双向能量转移的均衡电池组系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池均衡系统技术领域，尤其涉及一种基于双向能量转移的均衡电池组系统。

背景技术

在新能源汽车和储能系统的高压电池组中由于各单体电池的不均衡性严重影响着整个电池组的使用寿命，解决单体电池的不均衡性问题已成为高压电池组系统设计中的关键技术。其中，电池组是由若干个电池模组组成，电池模组则是由若干个单体电池组成。现有的均衡技术中，有的是仅仅基于单个电池模组内部各单体电池间的均衡方案，并不能解决电池模组之间的均衡问题，即不能实现整个高压电池组内各单体电池之间的均衡；有的则是通过从整车铅酸电池取电来实现补电均衡，这无疑大大增加了电池管理系统对铅酸电池的耗电，不符合整车对车载ECU的供电管理要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种基于双向能量转移的均衡电池组系统，其采用高压双向DC/DC电路模块和公共的内部电源总线，并通过BMS总控单元集中调度整个电池组内启动均衡的通道数量，可以实现电池模组之间的能量转移以及内部电源总线与电池组高压母线之间的能量转移，从而实现整个电池组内部各单体电池之间的均衡和电池模组之间的均衡，对均衡的能量实现了有效的回收利用，避免由于均衡导致的发热问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于双向能量转移的均衡电池组系统，包括电池模组、电池管理单元，电池模组之间通过高压母线串联，还包括BMS总控单元、高压双向DC/DC电路模块，BMS总控单元的第一端口通过内部电源总线与高压双向DC/DC电路模块的第一端口连接，BMS总控单元的第二端口通过内部CAN总线与高压双向DC/DC电路模块的第二端口连接，BMS总控单元的第三端口通过内部控制总线与高压双向DC/DC电路模块的第三端口连接；所述电池模组通过电池管理单元与内部电源总线及内部CAN总线连接。

所述BMS总控单元设置有限压电路。

所述BMS总控单元设置有过压保护电路。

所述BMS总控单元设置有总线电压实时监控电路。

所述电池管理单元设置有电压采样电路。

所述电池管理单元设置有电池温度检测电路。

所述电池管理单元设置有模组内电池双向均衡电路。

所述电源总线设置为12V电源总线。

本发明有益效果在于：

1、本发明通过能量双向转移实现了能量回馈的有效利用，也解决了由于均衡导致的发热问题；

2、本发明通过能量双向转移实现了电池组内各单体电池之间的均衡；

3、本发明通过能量双向转移解决了电池组内各电池模组之间的均衡问题，使得电池模组电压不再出现“台阶”现象，从而增加了整个电池组的使用寿命；

4、本发明通过在BMS总控单元设置限压电路而解决了内部电源总线上的过压问题，并实现了有效的EMC控制。

附图说明

图1是本发明的原理方框图。

图2是本发明的电池模组之间的能量转移的原理方框图。

图3是本发明的从高压母线到内部电源总线的能量转移的原理方框图。

图4是本发明的从内部电源总线到高压母线的能量转移的原理方框图。

在图1、图2、图3和图4中包括有：

1——电池模组、2——电池管理单元、3——高压母线、4——BMS总控单元、5——高压双向DC/DC电路模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参考图1，本发明提供的一种基于双向能量转移的均衡电池组系统，包括电池模组1、电池管理单元2，电池模组1之间通过高压母线3串联，还包括BMS总控单元4、高压双向DC/DC电路模块5，BMS总控单元4的第一端口通过内部电源总线与高压双向DC/DC电路模块5的第一端口连接，BMS总控单元4的第二端口通过内部CAN总线与高压双向DC/DC电路模块5的第二端口连接，BMS总控单元4的第三端口通过内部控制总线与高压双向DC/DC电路模块5的第三端口连接；所述电池模组1通过电池管理单元2与内部电源总线及内部CAN总线连接。

其中，BMS总控单元4设置有限压电路；BMS总控单元4设置有过压保护电路；BMS总控单元4设置有总线电压实时监控电路；电池管理单元2设置有电压采样电路；电池管理单元2设置有电池温度检测电路；电池管理单元2设置有模组内电池双向均衡电路。