[发明专利]一种储能设备电压平衡的方法及其系统

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其他一个或多个单体电源串联后对单个飞渡超级电容器充电；低电压单体电源被串联飞渡超级电容器充电。

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：所述高电压单体电源与相邻的单体电源串联后对单个飞渡超级电容器充电；低电压单体电源被串联飞渡超级电容器充电。

3.根据权利要求1所述的储能设备组电压平衡的方法，其特征在于：根据单体电源电压对储能设备中单体电源进行排序；高电压序列的单体电源串联后对单个飞渡超级电容器充电；最低电压单体电源被串联飞渡超级电容器充电。

4.根据权利要求1-3任一项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组或超级电容器组，所述电压平衡的控制算法步骤为：

（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电源容量,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电源的充到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电源Q_m和所需总电荷量最小单体电源Q_n计算总电荷量的平均值计算总电荷量最大单体电源与平均值的差ΔQ_m和平均值与总电荷量最小单体电源的差ΔQ_n；

（3）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电源与相邻的单体电源串联并单个飞渡超级电容器，电压次高的单体电源与邻近的单体电源串联后并另一个飞渡超级电容器.根据步骤2计算的平均值与总电荷量最小单体电源的差ΔQ_n，得出所需要转移的电荷量为ΔQ_n，同理次高的所需转移的电荷量为平均值与次高的容量的差ΔQ_n1；

（4）步骤（3）转移完成后则把飞渡超级电容器串联后与电压最低单体电源并联，飞渡超级电容器对电压最低单体电源充电，根据步骤（2）的ΔQ_m，得出需要转移的电荷为ΔQ_m；

（5）如此反复最终达到平衡。

5.一种采用权利要求1-4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电容组成的平衡电路；

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与其他一个或多个单体电源串联后对平衡电路中的单个飞渡电容充电，或是使低电压单体电源被多个飞渡超级电容器串联充电；

所述平衡电路由多个飞渡电容串联组成，并由开关网络切换单个或多个串联进行电源电压的平衡。

6.根据权利要求5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。