[发明专利]一种光电原理的储能系统电芯均衡系统

说明书

本发明涉及一种光电原理的储能系统电芯均衡系统，所述均衡系统包括系统检测控制模块、光电转换模块以及光线控制模块，系统检测控制模块：检测电芯开路电压、判断电芯释放、保持、补电的需求，控制光电转换模块的开启与关闭，控制光线控制模块的光线方向；光电转换模块：将电芯的多余电荷通过LED方式转为光能力，将其他电芯输送的光能力转换为电荷充入低电荷电芯；光线控制模块：通过凸透镜与反光镜的角度调节，完成光线的方向控制，形成高电荷电芯至低电荷电芯的导通通道。本发明利用光电效应，有效的传输需要重新分配的电荷，并且减少切换开关的使用，使得电芯均衡时的电荷重分配更加安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种系统，具体涉及一种光电原理的储能系统电芯均衡系统，属于光电效应及光线控制技术领域。

背景技术

电力储能系统中的核心是有电芯组成的电池模组，常规的配置为416个280Ah电芯串联组成电池模组，每一个电芯的额定电压为3.2V,整个电池模组的电压为1331.2V，每12～24个电芯为一个电池管理单元。电芯多为锂离子电池，锂离子电池对充放电过程要求很高，应尽量避免过充、过放、过电流、过热、短路等情况发生时。由于制造工艺及使用环境的差异，同一个电池模组内的电芯，会出现开路电压不一致的情况，开路电压的不一致往往会导致过充、过放、有效荷电(SOC)下降的情况出现。因此，电池模组内需要具备电池(电芯)均衡系统，使得电池模组中的每个电芯单元都得以被有效监控并保持健康的荷电状态(SoC)。这样不仅可以增加电池循环工作次数，还能够提供额外的保护，防止电池单元由于过充、过放而产生损坏。

市面上常规的电池均衡技术分为主动式均衡技术与被动式均衡技术，主动式均衡技术主要由电容式、电感式、变压器式三种方案，被动式均衡技术主要指电阻式方案。被动式均衡技术因为浪费电荷，产生大量热量等缺点，很少使用；其他的主动均衡方案，采用电力电子或者切换开关，进行电荷转移、削高填低工作。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种光电原理的储能系统电芯均衡系统，该技术方案利用光电效应进行电芯均衡管理的方案，是适用于电池模组多个电芯的主动均衡技术，以电池管理单元为基础单位，可实现在充放电循环期间，单元内各电芯的电荷重新分配，增加系统的总可用电荷。本发明利用光电效应，有效的传输需要重新分配的电荷，并且减少切换开关的使用，使得电芯均衡时的电荷重分配更加安全可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种光电原理的储能系统电芯均衡系统，其特征在于，所述均衡系统包括系统检测控制模块、光电转换模块以及光线控制模块，

系统检测控制模块：检测电芯开路电压、判断电芯释放、保持、补电的需求，控制光电转换模块的开启与关闭，控制光线控制模块的光线方向；

光电转换模块：将电芯的多余电荷通过LED方式转为光能力，将其他电芯输送的光能力转换为电荷充入低电荷电芯；

光线控制模块：通过凸透镜与反光镜的角度调节，完成光线的方向控制，形成高电荷电芯至低电荷电芯的导通通道。

作为本发明的一种改进，系统检测控制模块内部分为电源系统、主控系统、ADC采集系统、充放电控制接口与光线控制接口，其电源系统负责为系统检测模块、光电转换模块、光线控制模块提供统一的低压电源；主控模块以DSP芯片为核心，负责判定电芯的电荷量，负责充放电控制指令下发，负责光线转换的角度指令下发；ADC采集系统，负责采集所有电芯的输出电压；充放电控制系统负责传递指令到光电转换模块；光线控制接口负责传递指令到光线控制接口。

作为本发明的一种改进，光电转换模块内部分为控制接口、LED发光模块、光电感应模块以及DC/DC充电模块，其控制接口主要负责接收系统检测控制模块的充放电控制指令；LED发光模块负责给高电荷的电芯放电，讲电能转换为光能；光电感应模块负责接收光能，转换为电能，提供开路充电电压源；DC/DC充电模块负责将光电感应模块的电压进行滤波、整流，给低电荷电芯充电。