[发明专利]全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统和控制方法

说明书

本发明公开一种全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统和其控制方法，该系统包括：多个充放电单元，每个充放电单元均包括相互连接的单元线圈、单元充放电开关和单元电池；公用磁路，与每个单元线圈和模块线圈相互耦合；参数采集模块，用于采集多个单元电池参数；控制模块，用于多种充放电模式控制，根据多个电池参数选择用于放电的充放电单元和用于充电的充放电单元，使放电的单元线圈通过公用磁路向充电的单元线圈直接传递电能进行单元电池之间的电量均衡。本发明采用公用磁路，通过电子开关及线圈的所有单体电池和模块电池连接在一起构成磁链互联网路，可以在电池之间进行任意点对点的电量自动均衡与补偿，延长电池寿命和提高安全可靠性。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统和控制方法。

背景技术

不论新能源电动汽的电池储能系统或者大容量电网储能及其他各种电池储能电源系统，其主要核心都是由动力电池及电池管理系统（BMS）构成，电池系统因其比能量较低、寿命短、安全性差，多年来一直是制约电池大规模产业及应用大市场发展的主要瓶颈和攻关的主要方向。

在电池系统中，由于单元电池性能及参数的不一致导致存在一只或两只容量偏低电池致使电池系统容量偏低的“水桶短板效应”，使得电池系统寿命缩短、续航能力低及安全可靠性差。现有的电池监控系统及技术是通过检测电池系统中的单元电池或模块电池的电压.电流和温度，分析计算电池电量，并判断电池或系统是否出现故障，并在故障时，进行报警或关断电池系统。现有的电池管理系统(BMS)及技术对单元电池的一致性的监控与管理性能差:有的只做电压测量和简单的报警，有的做低水平监控，少数有均衡能力，远不能满足现代各类电池储能系统和电动汽车电池系统的高效率，长寿命，行驶更多里程和高安全可靠性的要求。用现代新技术新方法有效解决单体电池的不一致性问题是十分迫切的电池产业化发展关键，是电池应用技术中新的核心技术之一。

现有电池均衡系统及技术的不足和缺欠：

1、现有采用不多的高级电池点对点自动均衡系统是由两个变换器和一条能量交换母线组成，交换不直接，效率不高，变换电路和控制过于复杂，成本高；

2、系统功能有限，要么只是单元电池的点对点均衡，要么只是模块电池对单元电池的单方向充电均衡，没能实现单元电池之间，模块电池之间，以及单元电池和模块电池两者之间的全面电能相互交换和彼此全互通；

3、系统结构与控制技术不先进，适应性差和智能化水平低；

4、模块电池与上联模块电池和下联模块电池相互无网路连接，不能进行电池系统中模块电池之间的电量相互均衡。

发明内容

本发明旨在解决上述关键技术问题之一。

为此，本发明的第一目的在于提出一种低成本的全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统，可以进行单元电池之间点对点的电量均衡和模块电池与单元电池或模块电池之间的电量自动均衡与补偿。

本发明的第二个目的在于提出一种基于全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统的控制方法，适应和满足电池与模块电池的各种充放电模式的不同控制需要，可以进行单元电池与模块电池与它们彼此之间的自动电量均衡与补偿。

本发明的第三个目的在于提出一种基于全互通磁路网络式电池自动均衡补偿系统的控制方法，可以实现公用磁路网路上电池系统中模块电池之间的全互通功能。