一種基于公共直流母線的蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于蓄電池組儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體是設(shè)及一種基于公共直流母線的蓄電池 組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大容量蓄電池組采用大量電池串聯(lián)供電，單體電池在長期使用中性能差異是不可 避免的，串聯(lián)電池組中流過同樣電流，相對而言，容量大者總是處于小電流淺充淺放、趨于 容量衰減緩慢、壽命延長，而容量小者總是處于大電流過充過放、趨于容量衰減加快、壽命 縮短，兩者之間性能參數(shù)差異越來越大，形成正反饋特性，小容量提前失效，該是造成電池 組壽命縮短、有效容量減小、安全性能降低的重要因素之一。
[0003] 傳統(tǒng)的雙向均衡充放電均衡系統(tǒng)存在的主要缺點是在多單體電池串聯(lián)的儲能電 源中，當(dāng)能量由第一個單體電池向最后一個單體電池轉(zhuǎn)移時，需要借助中間多個單體電池 通過均衡器進行多次能量交換，能量為多級傳輸，由此造成能量的傳輸路徑長、速度慢、效 率低，且中間重復(fù)設(shè)置的均衡器造成了功率模塊的浪費，不適用于多節(jié)數(shù)串聯(lián)蓄電池組。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決多節(jié)數(shù)串聯(lián)蓄電池組均衡過程中，減少均衡損耗、提高均 衡速度、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)W及降低成本等問題，從而提供一種基于公共直流母線的蓄電池組 兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種基于公共直流母線的蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)，包括第一組第一級母線 100,第二組第一級母線200,第S組第一級母線300, 24V公共直流母線400,驅(qū)動緩沖器500 W及DSP控制器600 ;其中，第一組第一級母線100包括1#蓄電池放電電路101、2#蓄電 池放電電路1〇2、3#蓄電池放電電路103、4#蓄電池放電電路104、5#蓄電池放電電路105、 6#蓄電池放電電路106、第一組第一級母線蓄電池組電壓信號采集107 ;第二組第一級母線 200包括7#蓄電池放電電路201、8#蓄電池放電電路202、9#蓄電池放電電路203、10#蓄 電池放電電路204、11#蓄電池放電電路205、12#蓄電池放電電路206、第二組第一級母線 蓄電池組電壓信號采集207 ;第S組第一級母線300包括13#蓄電池放電電路30U14#蓄 電池放電電路302、15#蓄電池放電電路303、16#蓄電池放電電路304、17#蓄電池放電電路 305、18#蓄電池放電電路306、第S組第一級母線蓄電池組電壓信號采集307 ;24V公共直流 母線400包括第一組第二級母線雙向正激充放電電路401、第二組第二級母線雙向正激充 放電電路402、第S組第二級母線雙向正激充放電電路403 ;驅(qū)動緩沖器500包括第一組第 一級母線驅(qū)動緩沖器501、第一組第二級母線驅(qū)動緩沖器502、第二組第一級母線驅(qū)動緩沖 器503、第二組第二級母線驅(qū)動緩沖器504、第S組第一級母線驅(qū)動緩沖器505、第S組第二 級母線驅(qū)動緩沖器506 ;
[0007] 18塊單體電池依次串聯(lián)組成3段第一級母線（100、200、300)，3段第一級母線經(jīng)雙 向充放電電路（401、402、403)和24V公共直流母線400聯(lián)通，則蓄電池組中的任意兩塊電 池之間都可W進行能量交換，且能量交換的最長路徑不超過4級變換器，能量交換效率高， 交換速度快。DSP控制器通過對18塊單體蓄電池的端電壓進行檢測，計算3段第一級母線 (100、200、300)的平均電壓
I當(dāng)各個母線內(nèi)的單體電池的電壓Ui 大于各一級母線的平均電壓lOmV，則該單體電池的放電電路啟動，單體電池放電，能量回饋 到第一級母線；當(dāng)各個電池單體的電壓與各一級母線的平均電壓差小于lOmV時，停止組內(nèi) 均衡；比較3段第一級母線（100、200、300)的平均電壓
若平均 電壓的差值大于口限值lOmV，表示整個蓄電池組的電壓梯度差較大，需要跨組均衡。對平均 電壓較高的第一級母線啟動放電功能，能量回饋到24V母線；對平均電壓較低的第一級母 線啟動充電功能，從24V母線吸收能量；使充放電電路吸收和回饋的能量相等，既使得24V 電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，又可滿足能量交換的功能。
[000引上述技術(shù)方案中，所述AD采樣電路單元用于將單體電池電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該 些單元采用基于AD7280A的電壓采樣巧片實現(xiàn)。
[0009] 上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動緩沖器用于驅(qū)動放電電路和雙向正激充放電電路，該 些單元采用基于74LS125的S態(tài)口電路實現(xiàn)。
[0010] 上述技術(shù)方案中，所述蓄電池組的單體電池充放電控制的均衡調(diào)度算法采用基于 TMS32(F28062的數(shù)字處理器實現(xiàn)。
[0011] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點：
[0012] 1、與原有的雙向均衡充放電均衡系統(tǒng)相比，由于不借助中間多個單體電池通過均 衡器進行多次能量交換，基于公共直流母線的蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)中的任意兩塊電 池之間只需通過公共直流母線進行能量交換，具有傳輸路徑短、均衡速度快、轉(zhuǎn)換效率高的 優(yōu)點。
[0013] 2、基于公共直流母線的蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)具有低成本、通用化、易擴展 的特點，可W方便的擴展成滿足各種電壓要求的蓄電池組。
【附圖說明】
[0014]
[0015] 圖1為基于公共直流母線的蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)圖；
[0016] 圖2為反激放電電路圖；
[0017] 圖3為雙向正激充放電電路圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合說明書附圖1~3詳細地說明本發(fā)明的一種基于公共直流母線的蓄電池 組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)。
[0019] 本發(fā)明提供的公共直流母線的18塊蓄電池組兩級級聯(lián)均衡系統(tǒng)，其原理框圖如 圖1所示；主要包括第一組第一級母線100,第二組第一級母線200,第=組第一級母線 300, 24V公共直流母線400,驅(qū)動緩沖器500W及DSP控制器600。其中，第一組第一級母 線100包括1#蓄電池放電電路101、2#蓄電池放電電路102、3#蓄電池放電電路103、4#蓄 電池放電電路1〇4、5#蓄電池放電電路105、6#蓄電池放電電路106、第一組第一級母線蓄 電池組電壓信號采集107 ;第二組第一級母線200包括7#蓄電池放電電路201、8#蓄電池 放電電路202、9#蓄電池放電電路203、10#蓄電池放電電路204、11#蓄電池放電電路205、 12#蓄電池放電電路206、第二組第一級母線蓄電池組電壓信號采集207 ;第S組第一級母 線300包括13#蓄電池放電電路301、14#蓄電池放電電路302、15#蓄電池放電電路303、 16#蓄電池放電電路304、17#蓄電池放電電路305、18#蓄電池放電電路306、第S組第一級 母線蓄電池組電壓信號采集307 ;24V公共直流母線400包括第一組第二級母線雙向正激充 放電電路401、第二組第二級母線雙向正激充放電電路402、第=組第二級母線雙向正激充 放電電路403 ;驅(qū)動緩沖器500包括第一組第一級母線驅(qū)動緩沖器501、第一組第二級母 線驅(qū)動緩沖器502、第二組第一級母線驅(qū)動緩沖器503、第二組第二級母線驅(qū)動緩沖器504、 第=組第一級母線驅(qū)動緩沖器505、第=組第二級母線驅(qū)動緩沖器506。1#蓄電池放電電 路101的電池端連接到第一組第一級母線100的B1、B2 ;2#蓄電池放電電路102的電池端 連接到第一組第一級母線100的B2、B3 ;3#蓄電池放電電路103的電池端連接到第一組第 一級母線100的B3、B4 ;4#蓄電池放電電路104的電池端連接到第一組第一級母線100的 B4、B5 ;5#蓄電池放電電路105的電池端連接到第一組第一級母線100的B5、B6 ;6#蓄電 池放電電路106的電池端連接到第一組第一級母線100的B6、B7 ;六個放電電路101、102、 103、104、105、106的母線端分別連接到第一組第一級母線100的B1、B7 ;7#蓄電池放電電 路201的電池端連接到第二組第一級母線200的B7、B8 ;8#蓄電池放電電路202的電池端 連接到第二組第一級母線200的B8、B9 ;9#蓄電池放電電路203的電池端連接到第二組第 一級母線200的B9、B10 ; 10#蓄電池放電電路204的電池端連接到第二組第一級母線200 的B10、B11 ;11#蓄電池放電電路205的電池端連接到第二組第一級母線200的B11、B12 ; 12#蓄電池放電電路206的電池端連接到第二組第一級母線100的B12、B13 ;六個放電電路 201、202、203、204、205、206的母線端分別連接到第二組第一級母線100的B7、B13 ;13#蓄 電池放電電路301的電池端連接到第=組第一級母線300的B13、B14 ;14#蓄電池放電電路 302的電池端連接到第S組第一級母線300的B14、B15 ; 15#蓄電池放電電路303的電池端 連接到第=組第一級母線300的B15、B16 ; 16#蓄電池放電電路304的電池端連接到第=組 第一級母線300的B16、B17 ;17#蓄電池放電電路305的電池端連接到第S組第一級母線 300的B17、B18 ; 18#蓄電池放電電路306的電池端連接到第S組第一級母線300的B18、 B19 ;六個放電電路301、302、303、304、305、306的母線端分別連接到第S組第一級母線300 的B13、B19 ;第一組第二級母線雙向正激充放電電路401的電池組電壓輸入端連接到第一 組第一級母線100的B1、B7 ;第二組第二級母線雙向正激充放電電路402的電池組電壓輸 入端連接到第二組第一級母線200的B7、B13 ;第S組第二級母線雙向正激充放電電路402 的電池組電壓輸入端連接到第S組第一級母線300的B13、B19 個雙向正激充放電電路 401、402、403的24V母線端分別連接到24V公共直流母線；第一組第一級母線蓄電池組電 壓信號采集輸入107的B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7與第一組第一級母線100的B1、B2、B3、 B4、B5、B6、B7 -一對應(yīng)連接；第二組第一級母線蓄電池組電壓信號采集輸入207的B7、B8、 B9、B10、B11、B12、B13 與第二組第一級母線 200 的B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13 --對應(yīng) 連接；第S組第一級母線蓄電池組電壓信號采集輸入307的B13、B14、B15、B16、B17、B118、 B19與第S組第一級母線300的B13、B14、B15、B16、B17、B18、B19--對應(yīng)連接；第S組第 一級母線蓄電池組電壓信號采集307與第二組第一級母線蓄電池組電壓信號采集207通過 菊花鏈鏈接；第二組第一級母線蓄電池組電壓信號采集207與第一組第一級母線蓄電池組 電壓信號采集107通過菊花鏈連接；第S組第一級母線蓄電池組電壓信號采集307與DSP 控制器600通過SP