[实用新型]基于电池组H桥串联结构的三相电机逆变驱动控制电路

说明书

本实用新型揭示了一种基于电池组H桥串联结构的三相电机逆变驱动控制电路，是一种电池组H桥串联结构，具备电池保护和主动均衡功能的三相电机逆变驱动控制电路。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。通过母线正、负极，并增加中间电压点抽头，通过PWM开关调制可实现三相逆变放电，可根据三相电机的控制机理直接驱动电机工作。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

本实用新型涉及电池领域。

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。

在使用电池组驱动三相电机的应用中，需要增加专门的电机逆变驱动电路才可实现对电机的驱动控制。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。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种电池组H桥串联结构，具备电池保护和主动均衡功能的三相电机逆变驱动控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：基于电池组H桥串联结构的三相电机逆变驱动控制电路，电池组由相互串联的电池单元构成，每个电池单元设有一个H桥组件，所述H桥组件由第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件依次首尾相连构成，所述电池单元的正极接入到第二开关元件和第四开关元件之间，所述电池单元的负极接入到第一开关元件和第三开关元件之间，所述第三开关元件和第四开关元件之间引出电源线作为该电池单元的第一电极与其他电池单元串联，所述第一开关元件和第二开关元件之间引出电源线作为该电池单元的第二电极与其他电池单元串联，每个电池单元的第一电极与另一个电池单元的第二电极连接，其中位于首端的电池单元的第一电极连接电池组的A相供电接口，位于末端的电池单元的第二电极连接电池组的B相供电接口，串联的电池单元的中间电压点的引出导线连接C相供电接口，所述A相供电接口、B相供电接口和C相供电接口分别通过供电开关连接三相电机的电源接口，所述A相供电接口和B相供电接口连接通过充电开关连接充电接口。

所述电池组由中间电压点分隔为AC电池单元组和CB电池单元组,AC电池单元组和CB电池单元组的电池单元数量相同，所述三相电机逆变驱动控制电路设有PWM调制信号输出单元，所述PWM调制信号输出单元输出控制信号至每一个电池单元的每一个开关元件，以及供电开关和充电开关。

所述三相逆变放电控制电路设有电池管理单元，每个所述电池单元的第一电极和第二电极上设有电压采集单元，每个所述电压采集单元输出电压信号至电池管理单元，并输出控制信号至PWM调制信号输出单元，通过PWM调制信号输出单元控制开关元件开关状态；所述充电接口设有电信号采集单元，采集单元可以采用充电的电压值和电极状态，所述电信号采集单元输出感应信号至电池管理单元。

基于三相电机逆变驱动控制电路的控制方法：

当接收到启动电机的信号后，保持供电开关通路，充电开关断路；