[发明专利]一种储能设备电压平衡的方法及系统

权利要求书

1.一种储能设备电压平衡的方法，当串联储能设备中单体电源电压差达到设定值时，飞渡电容器从高电压单体电源抽取能量，高电压单体电源对其充电，降低高电压单体电源电压，然后飞渡电容器再与低电压单体电源并联，对低电压单体电源充电，提高低电压单体电源的电压，如此反复，实现储能设备电压均衡；其特征在于：所述飞渡电容器为超级电容器，所述高电压单体电源与单个飞渡超级电容器反向并联对其充电，飞渡超级电容器充到正向电压后或高电压单体电源电压变为最低后再反向切换到下一个最高电压电源与之并联，如此反复。

2.根据权利要求1所述的储能设备电压平衡的方法，其特征在于：

所述储能设备为电池或超级电容，电压平衡的具体控制算法步骤为：

（1）系统运行后，首先巡检单体电源电压和飞渡超级电容电压及充电电流，并计算最高与最低的单体电源之间的电压差，如果电压差在容许的最大压差内，则继续巡检，并计算每个单体电源的电荷量，电池组按照下面公式计算根据上一次的充电电流f(i)，计算总电荷量为

Q=∫t1t2f(i)dt]]>

超级电容则先计算每个单体容量，计算公式为式中f(i)为充电电流，ΔU为t1时刻到t2时刻电压的变化，根据容量计算每个单体的充到aV所需电荷量，计算公式为Q＝aC；

（2）根据步骤（1）计算的电荷量得到所需总电荷量最大单体Q_m和所需总电荷量最小单体Q_n；

（3）计算总电荷量的平均值计算总电荷量最大单体与平均值的差ΔQ_m和平均值与总电荷量最小单体的差ΔQ_n；

（4）当巡检到电压差超过容许的最大压差时，则开始通过开关管的切换电压最高单体与飞渡超级电容器反向并联，根据步骤（3）计算的平均值与总电荷量最小单体的差ΔQ_n，得出所需要转移的电荷量为ΔQ_n；

（5）步骤（4）转移完成后下一个电压最高单体与飞渡超级电容反向并联，转移对应的电荷量；

（6）如此反复。

3.一种采用权利要求1所述方法的储能设备电压平衡系统，包括微机控制器、N个单体电源、N个检测电路、由微机控制器控制的开关网络和由飞渡超级电容器组成的平衡电路；

所述N个单体电源串联；

所述N个检测电路用于分别检测N个单体电源的电压、飞渡电容单体电压和平衡电流，并传输给微机控制器；

所述微机控制器用于根据N个检测电路输入的数据控制开关网络使高电压单体电源单个飞渡超级电容器反向并联对其充电；

所述平衡电路由单个飞渡超级电容器组成，并由开关网络切换与单体电源反向并联。

4.根据权利要求3所述的储能设备电压平衡系统，其特征在于：所述开关网络开关采用三极管开关管，单体电源作为控制开关三极管的工作电源。