一種電池電源系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電池管理和電源變換領域，具體是一種電池電源系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前電動車輛用的電機電壓一般較高,為適應電機電壓，電池供電電壓是靠電池的串聯(lián)來滿足的，形成幾十甚至幾百個電池的串聯(lián)，帶來系統(tǒng)故障增多、性能下降，即使有較好性能的電池管理系統(tǒng)(BMS)往往也難以保障系統(tǒng)的整體性能，甚至很難保障電池系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種電池電源系統(tǒng)，用多個隔離DC/DC變換單元將一個低壓大電流的電池電堆變換為隔離的高壓電源輸出系統(tǒng)，解決了靠串聯(lián)連接各單體電池而滿足負載對電池電壓需要的問題。
[0004]本實用新型的技術方案為:
[0005]—種電池電源系統(tǒng),包括有電池電堆、連接于電池電堆和系統(tǒng)電源輸出端之間的多個隔離DC/DC變換單元；每個隔離DC/DC變換單元包括有與電池電堆正極連接的單元輸入電源正極、與電池電堆負極連接的單元輸入電源負極、連接于單元輸入電源正極和單元輸入電源負極之間依次串聯(lián)連接的變壓器初級線圈和功率電子開關、連接于單元輸入電源正極和功率電子開關之間的初級控制單元、與變壓器次級線圈連接的變換輸出和旁路單元、連接于變換輸出和旁路單元、系統(tǒng)電源輸出端之間的單元電源輸出端，且單元輸入電源正極、單元輸入電源負極與單元電源輸出端連接；所有隔離DC/DC變換單元的單元電源輸出端之間為串聯(lián)連接；所述的變換輸出和旁路單元包括有依次并聯(lián)連接的整流單元和旁路單元。因為每一個獨立的DC/DC變換單元的電源輸入和變換輸出是隔離的，所以多個隔離的DC/DC變換單元的串聯(lián)組合同樣形成電池電源和輸出電源的電源隔離。
[0006]所述的電池電堆包括有多個單電池，多個單電池呈方陣排列，采用先并聯(lián)后再串聯(lián)的連接方式，或采用其中幾個單電池先串聯(lián)后再并聯(lián)的連接方式。
[0007]所述的電池電堆為鋰離子電池電堆、鉛酸電池電堆或燃料電池電堆或其他形式的電池電堆。
[0008]所述的電池電堆采用先并聯(lián)后再串聯(lián)的連接方式，多個電池電堆組合時，其對應的電池電堆內(nèi)的并聯(lián)線也進行一一對接。
[0009]所述的電池電堆為燃料電池電堆時，且燃料電池電堆為多個時，多個燃料電池電堆組合為并聯(lián)連接，相同電壓級別的單體電池并用一個電解液管道。
[0010]所述的功率電子開關為MOSFET管Ql，MOSFET管Ql的柵極和初級控制單元連接，MOSFET管Ql的漏極和變壓器初級線圈的一端連接，變壓器初級線圈的另一端和單元輸入電源正極連接，MOSFET管Ql的源極和單元輸入電源負極連接；所述的整流單元是由整流控制單元、MOSFET管Q2和電容Cl組成，所述的MOSFET管Q2的柵極與整流控制單元連接，MOSFET管Q2的漏極與變壓器次級線圈的一端連接，電容Cl的兩端分別與變壓器次級線圈的另一端、MOSFET管Q2的源極連接；所述的旁路單元包括有旁路控制單元和MOSFET管Q3，MOSFET管Q3的柵極與旁路控制單元連接，MOSFET管Q3的源極和漏極分別與電容Cl的兩端并聯(lián)連接其與單元電源輸出端連接。
[0011]本實用新型的優(yōu)點:
[0012](I)、本實用新型用多個隔離DC/DC變換單元將一個低壓大電流的電池電堆變換為隔離的高壓電源輸出系統(tǒng)，解決了靠串聯(lián)連接各單體電池而滿足負載對電池電壓需要的問題；
[0013](2)、鋰離子電池存在的主要問題之一是電池性能的不一致性，即使是同一個型號、同一個批次的電池也同樣存在。不一致性包括:儲存能量不一致性、內(nèi)阻不一致性、壽命不一致性等，目前電池的不一致靠電池均衡系統(tǒng)來修復，實際上由于電池性能的復雜性，往往達不到預期均衡的效果，甚至越均衡系統(tǒng)性能越差；本實用新型克服了鋰離子電池性能不一致的問題，使鋰離子電池工作更加可靠、壽命更長、安全性更高；
[0014](3)、燃料電池的特點是能量大、單體電池電壓低，要組成一個滿足電動車200V以上的直流電壓源需要許多個單體電池串聯(lián)，結(jié)構(gòu)復雜；另外某些金屬燃料電池(如鋁空氣燃料電池)要有電解液循環(huán)系統(tǒng)，電池單體越多、串聯(lián)后電壓越高就越容易形成電解液的連液放電損失，燃料電池最好的組成形式是低壓并聯(lián)結(jié)構(gòu)；本實用新型為燃料電池電源的變換提供了一種很好的變換方式，使得燃料電池在滿足最佳配置系統(tǒng)的同時滿足負載對電源輸出電壓的需求；
[0015](4)、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017]圖2是本實用新型隔離DC/DC變換單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實用新型的隔離DC/DC變換單元故障時的原理示意圖。
[0019]圖4是本實用新型的電池電堆內(nèi)單體電池先并聯(lián)后再串聯(lián)的連接方式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實用新型的電池電堆內(nèi)單體電池其中幾個單電池先串聯(lián)后再并聯(lián)的連接方式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是本實用新型多個鋰離子電池電堆組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是本實用新型燃料電池電推組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]見圖1，一種電池電源系統(tǒng)，包括有電池電堆1、連接于電池電堆I和系統(tǒng)電源輸出端4之間的多個隔離DC/DC變換單元2 ;每個隔離DC/DC變換單元2包括有與電池電堆I正極連接的單元輸入電源正極22、與電池電堆I負極連接的單元輸入電源負極23、連接于單元輸入電源正極22和單元輸入電源負極23之間依次串聯(lián)連接的變壓器25初級線圈和功率電子開關24、連接于單元輸入電源正極22和功率電子開關24之間的初級控制單元21、與變壓器25次級線圈連接的變換輸出和旁路單元26、連接于變換輸出和旁路單元26、系統(tǒng)電源輸出端4之間的單元電源輸出端29，且單元輸入電源正極22、單元輸入電源負極23與單元電源輸出端29連接；所有隔離DC/DC變換單元的單元電源輸出端29之間為串聯(lián)連接；變換輸出和旁路單元26包括有依次并聯(lián)連接的整流單元27和旁路單元28。
[0024]圖1中，TRl為系統(tǒng)內(nèi)第一個隔離DC/DC變換單元2，隔離DC/DC變換單元TRl把電池電堆I的輸入電源變換為隔離