專利名稱：單向變壓器遠(yuǎn)程自由飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自由飛渡雙向無損電池均衡技術(shù)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車技術(shù)，其中的電池管理系統(tǒng)技術(shù)是電動(dòng)車技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，電池管理系統(tǒng)的性能優(yōu)劣直接決定了電池組的使用壽命和效率。其中在新能源汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池組中由于各單體電池的不均衡嚴(yán)重影響著整個(gè)電池組的使用壽命,解決單體電池的不均衡問題成為電池組系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)有的均衡技術(shù)中，主要分為兩大主流技術(shù):
1、帶有負(fù)載電阻的有損均衡，其缺點(diǎn)為均衡能量有限、均衡時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱較高；2、雙向變壓器無損均衡，其缺點(diǎn)為設(shè)計(jì)電路復(fù)雜、均衡轉(zhuǎn)換效率低、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供了一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括電池組模塊、多路選通開關(guān)模塊、均衡母線模塊、橋路變換模塊、電源變換模塊、能量回饋模塊。所述的單片機(jī)控制多路開關(guān)可以在任意工作周期切換到任一個(gè)電池，每一個(gè)周期可以拉出任意一個(gè)電池的電源能量，也可以補(bǔ)充到任意一個(gè)電池的電源能量。整個(gè)系統(tǒng)通過單個(gè)單向變壓器將較高能量的電池能量拉出推送到較低能量的電池，實(shí)現(xiàn)了任意電池間能量的無損遠(yuǎn)程任意飛渡均衡。根據(jù)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡，系統(tǒng)主要包括電池組模塊、多路選通開關(guān)模塊、均衡母線模塊、橋路變換模塊、電源變換模塊、能量能量通道模塊。所述的變壓器單向工作、系統(tǒng)雙向均衡。所述的變壓器單向工作、在電源變換次級形成的能量靠電壓差自然流到待補(bǔ)充能量的電池。所述的單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無儲(chǔ)能電容的單脈沖任意電池間的能量飛渡，既逐脈沖能量遠(yuǎn)程飛渡功能。所述的單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:每一次能量加載和能量回饋均可以變換被接通的電池，實(shí)現(xiàn)能量在系統(tǒng)中任意電池之間的轉(zhuǎn)移，既遠(yuǎn)程自由飛渡。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:1、本系統(tǒng)利用單個(gè)變壓器單向工作、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的雙向均衡，簡化了電路、提高了均衡系統(tǒng)的效率。2、本系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)無儲(chǔ)能電容的單脈沖任意電池間的逐脈沖能量遠(yuǎn)程能量飛渡，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得均衡更加靈活，提高了均衡系統(tǒng)的工作效率。3、本系統(tǒng)利用單個(gè)變壓器實(shí)現(xiàn)了能量在系統(tǒng)中任意電池之間的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)簡單、效率高、智能一體化的遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，系統(tǒng)使用方便、應(yīng)用面廣、成本低。


圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為能量回饋開關(guān)在變壓器次級的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為能量回饋開關(guān)在變壓器初級的原理結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1、電池組模塊，2、多路選通開關(guān)模塊，3、均衡母線模塊，4、橋路變換模塊，5、電源變換模塊，6、能量回饋模塊601能量接入開關(guān)，602電源濾波器
具體實(shí)施例方式圖2為單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)的原理示意圖。其具體實(shí)現(xiàn)方面有以下內(nèi)容:1、單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)包括:電池組模塊1、多路選通開關(guān)模塊2、均衡母線模塊3、橋路變換模塊4、電源變換模塊5、能量回饋模塊6。2、當(dāng)單片機(jī)檢測到電池組模塊I中有需要拉出能量的電池后，系統(tǒng)通過模塊2選通連接其兩端的多路選通開關(guān)，該節(jié)電池的電壓即呈現(xiàn)在模塊2的201和202兩端。3、接通的電池電壓通過均衡母線模塊3呈現(xiàn)在401和402兩端。4、系統(tǒng)控制橋路變換模塊4使得401和402兩端的電壓總是在403端呈現(xiàn)高電平、404端呈現(xiàn)低電平。5、待拉出電池的兩端已連接到電源變換模塊5的初級503和504兩端后，系統(tǒng)啟動(dòng)能量變換電路把能量從電源變換模塊5的初級503和504兩端變換到電源變換模塊5的次級504和505兩端。6、變換后的能量儲(chǔ)存在電源變換模塊5的次級504和505的兩端及電容C2上。通過選取C2的電容容量和設(shè)定的變換后的電壓幅度，可以滿足每次電源回饋能量的需要和回饋時(shí)間的需要。7、停止電源變換模塊5的能量變換，多路開關(guān)模塊2接通需要補(bǔ)充能量的單節(jié)電池。8、系統(tǒng)控制橋路變換模塊4，使得在能量回饋模塊6的能量接入開關(guān)403兩端呈現(xiàn)的高電平和404端呈現(xiàn)的低電平的能量與被加載到電池兩端的點(diǎn)壓極性一致。9、接通能量回饋模塊6的能量接入開關(guān)601，則電源變換負(fù)端的能量由于電壓差的原因經(jīng)能量回饋模塊6自然流到已經(jīng)接通的電池上。以上步驟完成了從一個(gè)能量高的電池拉出部分能量，然后把這個(gè)能量搬移到另一個(gè)能量低的電池的全過程，原理如圖1。10、圖3為本系統(tǒng)電源變換電路模塊5采用能量轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置在初級的工作方式。實(shí)現(xiàn)步驟為:①把某節(jié)電池接通到變壓器的輸入端、能量接入開關(guān)601閉合，該節(jié)電池的能量自然被充到初級儲(chǔ)能電容Cl上；
②斷開能量接入開關(guān)601 ;③接通需要充電的電池；④系統(tǒng)啟動(dòng)變壓器工作、變壓器把初級電容Cl的能量變換到次級；⑤因?yàn)樽儔浩魇巧龎鹤儔浩鳎儞Q到次級的能量被自然充到系統(tǒng)已接通的被充電的電池上。在圖2所示的電路中，建議選取Cl > 10*C211、以上內(nèi)容所述的電源變換電路也可以采用BOOST升壓電路形式。
權(quán)利要求
1.一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括電池組模塊、多路選通開關(guān)模塊、均衡母線模塊、橋路變換模塊、電源變換模塊、能量回饋模塊。所述系統(tǒng)特征在于:單片機(jī)控制多路開關(guān)可以在任意工作周期切換到任一個(gè)電池，每一個(gè)周期可以拉出任意一個(gè)電池的電源能量，也可以補(bǔ)充任意一個(gè)電池的電源能量，整個(gè)系統(tǒng)通過單個(gè)單向變壓器將較高能量的電池拉出的能量推送到較低能量的電池，實(shí)現(xiàn)了任意電池間能量的無損遠(yuǎn)程任意飛渡均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:變壓器單向工作、系統(tǒng)雙向均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單向變壓器，更進(jìn)一步的其特征在于:所述的變壓器單向工作、在電源變換次級形成的能量靠電壓差自然流到待補(bǔ)充能量的電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:可以實(shí)現(xiàn)無儲(chǔ)能電容的單脈沖任意電池間的能量飛渡，既逐脈沖能量遠(yuǎn)程飛渡功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:每一次能量加載和能量回饋循環(huán)中，系統(tǒng)均可以變換被接通的電池，實(shí)現(xiàn)能量在系統(tǒng)中任意電池之間的轉(zhuǎn)移，既實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自由飛渡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:電源變換電路工作時(shí)，雙向能量通道開關(guān)斷開，電源變換電路停止工作時(shí)，能量回饋電路閉合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單向變壓器，更進(jìn)一步的其特征在于:能量回饋開關(guān)還可以設(shè)在能量變換的初級，其特征在于:能量輸入時(shí)能量回饋開關(guān)閉合，能量回饋時(shí)，能量回饋開關(guān)斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，其特征在于:更進(jìn)一步的電源變換電路可以采用BOOST電路形式來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單向變壓器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程飛渡雙向無損均衡系統(tǒng)，涉及電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，系統(tǒng)主要包括電池組模塊、多路選通開關(guān)模塊、均衡母線模塊、橋路變換模塊、電源變換模塊、能量回饋模塊。所述系統(tǒng)特征在于單片機(jī)控制多路開關(guān)可以在任意工作周期切換到任一個(gè)電池，每一個(gè)周期可以拉出任意一個(gè)電池的電源能量，也可以補(bǔ)充任意一個(gè)電池的電源能量，整個(gè)系統(tǒng)通過單個(gè)單向變壓器將較高能量的電池能量拉出推送到較低能量的電池，實(shí)現(xiàn)了任意電池間能量的無損遠(yuǎn)程任意飛渡均衡。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、使用方便、能量轉(zhuǎn)換效率高、極大地提高了電池系統(tǒng)的使用效率；另外，電路設(shè)計(jì)簡單易行，從而降低了成本。
文檔編號H02J7/00GK103117572SQ20131003014
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者袁廷華 申請人:合肥創(chuàng)源車輛控制技術(shù)有限公司