[发明专利]电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池

说明书

本发明提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池，本发明的控制系统包括主控单元和若干电池模组；主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接；电池模组包括若干串联连接的子电池模组，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2。本发明不需要逆变器，结构简单，体积小，发热量小；通过三个动态串联实现交流输出的控制系统可以连接成三相电池，输出三相交流电。

技术领域

本发明涉及电池组直流电逆变为交流电技术领域，特别涉及电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统及三相电池。

背景技术

在电力应用上，无论是民用电还是商业用电，目前全球的用电设备都是以交流电供电方式为主，因此采用电池组的储能系统常常需要把电池组的直流电逆变为交流电来输出。国内外在电池组的逆变技术方面，采用的都是电池组与逆变电路完全分离的方式，逆变器是个相对独立的工作单元，独立于电池之外，逆变器以电池组为输入，内部采用开关电源电路及变压器或电感进行能量变换而产生交流输出电压，主要的逆变器类型包括工频隔离型、高频隔离型和高频无隔离型三种逆变方式，由于转换效率的关系，逆变器会损失部分储能电量，而且逆变器本身需要占用空间，并会产生较大的系统成本，功率越大成本越高；同时逆变器会产生较大的热量，使产品需要增加额外的散热处理措施并产生较大的热量。

发明内容

本发明提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，解决了现有电池组的储能系统通过逆变器将直流电逆变为交流电来输出时，存在转换效率低、占用空间大和发热量大的缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明首先提出了电池组通过动态串联实现交流输出的控制系统，包括主控单元和若干电池模组；主控单元包括电感L1和若干电池模组串联而成的主电路，还包括电容C1，电容C1一端电性连接在电感L1端部，电容C1另一端接地，交流输出端OUT1和交流输出端OUT2通过用于电流换向的全桥电路与主电路的两端电性连接，还包括BMS及驱动电路模块B1；电池模组包括为若干串联连接的子电池模组，子电池模组包括串联连接的场效应管V1和若干电池单体，子电池模组的两端并联连接有一个场效应管V2，还包括与场效应管V1和场效应管V2电性连接的BMS及驱动电路模块B2，BMS及驱动电路模块B1与BMS及驱动电路模块B2通信连接且向BMS及驱动电路模块B2发送控制信号，BMS及驱动电路模块B1通过BMS及驱动电路模块B2控制场效应管V1和场效应管V2的通断。

作为进一步的技术方案，所述主电路中还串联有熔断器FUSE3。

作为进一步的技术方案，每个所述电池模组的两端还并联连接有场效应管K。

作为进一步的技术方案，所述子电池模组中还串联有熔断器FUSE1。

作为进一步的技术方案，所述全桥电路包括场效应管K16、场效应管K17、场效应管K18和场效应管K19，交流输出端OUT1通过场效应管K16和场效应管K17分别与所述主电路的两端电性连接，交流输出端OUT2通过场效应管K18和场效应管K19分别与所述主电路的两端电性连接。

作为进一步的技术方案，所述BMS及驱动电路模块B1包括电性连接的电池管理系统BMS1和场效应管驱动电路M1；BMS及驱动电路模块B2包括电性连接的电池管理系统BMS2和场效应管驱动电路M2，场效应管驱动电路M2分别与所述场效应管V1和所述场效应管V2电性连接；电池管理系统BMS1和电池管理系统BMS2通信连接，电池管理系统BMS1向电池管理系统BMS2发送控制信号。

作为进一步的技术方案，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2上均设置有隔离通信接口，所述电池管理系统BMS1和所述电池管理系统BMS2通过隔离通信接口实现通信连接。