[发明专利]一种可调整电池组串联结构的直流降压放电和单相逆变放电控制电路及其控制方法

说明书

本发明揭示了一种可调整电池组串联结构的直流降压放电和单相逆变放电控制电路，该电路设计可通过控制电流的导通路径对每个单体电池(或单体电池组)进行放电控制，通过控制输出放电的单体电池(或单体电池组)个数，实现放电电压直流可调，或动态调整实现单相逆变放电。该电路设计可实现与放电电流大小相同的主动均衡能力。通过动态控制，电池组中的每个单体电池(或单体电池组)都能够达到充分放电。

技术领域

本发明涉及电池领域。

背景技术

新能源技术快速发展，特别是锂电池在后备储能和电动汽车等领域的广泛应用，对关键的电池储能和电池管理技术提出更高要求，需要提升对电池组放电的有效性和均衡能力，使电池组的储能特性发挥到最佳。

电池组的应用中，除电池管理系统还需增加逆变电路才可实现逆变放电。系统构架复杂，硬件成本高。

电池组包技术对单体电池的一致性具有较高要求，否则因电池一致性问题严重影响电池组整体性能的发挥。但受电池技术限制，需要通过更好的电池管理技术解决电池一致性问题，降低电池组包对单体电池的一致性要求。

目前的被动均衡和主动均衡技术均存在效率低，实际应用效果不理想等问题。特别是主动均衡技术，包括电容飞度法、电压转换法，电路极为复杂、硬件体积大、应用成本高等缺陷。需要有更好的电池管理技术提升应用水平。

整个电池组的性能受制于单体电池失效或质量问题的影响。需要有更好的电池管理技术提高电池应用的可靠性和安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种可调整电池组串联结构的直流降压放电和单相逆变放电控制电路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可调整电池组串联结构的直流降压放电和单相逆变放电控制电路,电池组由电池单元相互连接构成，每个所述电池单元的正极连接正极输出端，负极连接负极输出端，相邻电池单元的正极输出端连接相邻电池单元的负极输出端构成串联的电池组，每个所述电池单元的正极输出端和负极输出端之间通过第二开关元件连接，所述正极输出端与电池单元正极或者负极输出端与电池单元负极之间设有第一开关元件，位于所述电池组首尾位置的电池单元的正极输出端和负极输出端作为电池组的供电接口，电路设有控制器，所述供电接口设有通信连接端口，所述控制器通过通信连接端口与用电装置的控制单元连接，所述控制器输出驱动信号至PWM调制器，所述PWM调制器输出驱动信号至每个第一开关元件和第二开关元件。

所述第一开关元件和第二开关元件均为场效应管。

所述供电接口设有供电电压采集单元，所述供电电压采集单元输出电压信号至电池管理单元。

每个电池单元均盘绕有水冷管路，每个所述水冷管路上均设有一个冷却电磁阀，每个所述冷却管路的两端接入到冷却支管上，所述冷却支管上与每个冷却管路连接的两个连通位置之间均设有一个支管电磁阀，所述冷却支管的两端接入到冷却主管上，所述冷却主管上与每个冷却支管连接的两个连通位置之间均设有一个主管电磁阀，所述冷却主管两端连接冷却水箱，且冷却主管其中一端设有冷却泵，控制器输出控制信号至冷却控制器，所述冷却控制器经冷却控制单元输出驱动信号至冷却电磁阀、支管电磁阀、主管电磁阀以及冷却泵。

每个所述电池单元均设有一个采集该电池单元温度的温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至控制器。

基于所述放电控制电路的控制方法：

供电前，保持所述电池单元的第一开关元件断路，第二开关元件通路，所有电池单元保持旁通状态；

控制器实时获取控制单元发出供电需求信号，所述供电需求包括电压需求和模式需求；

控制器根据电压需求查表获得需要转入供电状态的电池单元的目标数量；