搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及電力電子元件領(lǐng)域，尤其涉及一種搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置、系統(tǒng)以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源及主動配電網(wǎng)的發(fā)展，儲能技術(shù)越來越成為目前的熱點(diǎn)問題，而電池和超級電容器作為主要的儲能元件，其應(yīng)用越來越廣泛，容量越來越大。由于電池或超級電容器一般以串并聯(lián)方式組成電池組或超級電容器組，而電池單體或者超級電容器單體由于生產(chǎn)工藝的原因，參數(shù)分散性較大，以致在串聯(lián)時，單體電壓不均衡，會影響整體的儲能容量，造成單體電池或電容器組的損壞，影響壽命。
[0003]目前常用的電壓均衡方法可分為兩類，一類是器件耗能方法，如開關(guān)電阻、穩(wěn)壓管等，這種方法的缺點(diǎn)是耗能嚴(yán)重；另一類是能量轉(zhuǎn)移方法，此類方法的控制和檢測電路復(fù)雜，需要大量的元器件，可靠性低，成本較高。
[0004]飛渡電容法是一種能量轉(zhuǎn)移型均壓電路，但目前的飛渡電容法的檢測回路和控制算法比較復(fù)雜，電壓均衡速度慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種搖擺飛渡電容的電壓均衡方法以及裝置，以克服上述技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置，包括:
[0007]飛渡電容、限流阻抗、雙刀雙擲開關(guān)、第一電能儲存單元、第二電能儲存單元以及控制單元；
[0008]所述飛渡電容一端與所述限流阻抗串聯(lián)，所述雙刀雙擲開關(guān)兩個定觸點(diǎn)分別與所述飛渡電容的另一端、所述限流阻抗的另一端連接聯(lián)；
[0009]所述雙刀雙擲開關(guān)的第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)分別串聯(lián)所述第一電能儲存單元、所述第二電能儲存單元；
[0010]所述控制單元與所述雙刀雙擲開關(guān)連接，用于控制所述雙刀雙擲開關(guān)的定觸點(diǎn)與所述第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。
[0011]本發(fā)明還提供一種搖擺飛渡電容的電壓均衡系統(tǒng)，包括多個權(quán)利要求1所述的裝置組成多級均衡單元；
[0012]第一級均衡單元包括2"個第一級電壓均衡裝置，所述第一級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為兩個電壓均衡裝置；
[0013]第二級儲存單元包括2n/2個第二級電壓均衡裝置，所述第二級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第一級電壓均衡裝置，以此類推；
[0014]第η級儲存單元包括I個所述第η級電壓均衡裝置，所述第η級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第η-1級電壓均衡裝置。
[0015]本發(fā)明還提供一種搖擺飛渡電容的電壓均衡方法，包括:
[0016]控制單元控制第I級儲存單元的第一級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合；
[0017]所述控制單元控制第2級儲存單元的所述第二級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合，以此類推；
[0018]所述控制單元控制第η級存儲單元的所述第η級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。
[0019]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電能儲存元件組的靜態(tài)和動態(tài)電壓均衡，控制電路簡單，不需要檢測電路，功耗低，電壓均衡效果好，成本低，解決了目前電能儲存元件組電壓均衡電路復(fù)雜、功耗大、成本高的問題。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]圖1為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的裝置可以包括:
[0026]飛渡電容101、限流阻抗102、雙刀雙擲開關(guān)103、第一電能儲存單元104、第二電能儲存單元105以及控制單元106;
[0027]所述飛渡電容一端與所述限流阻抗串聯(lián)，所述雙刀雙擲開關(guān)兩個定觸點(diǎn)分別與所述飛渡電容的另一端、所述限流阻抗的另一端連接聯(lián)；
[0028]所述雙刀雙擲開關(guān)的第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)分別串聯(lián)所述第一電能儲存單元、所述第二電能儲存單元；
[0029]所述控制單元與所述雙刀雙擲開關(guān)連接，用于控制所述雙刀雙擲開關(guān)的定觸點(diǎn)與所述第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。
[0030]具體來說，控制單元控制所述雙刀雙擲開關(guān)動作周期2秒，使所述飛渡電容先導(dǎo)通I秒電能儲存單元，再導(dǎo)通I秒電能儲存單元，以實(shí)現(xiàn)二者電壓均衡。
[0031 ]本實(shí)施例中，飛渡電容容量為0.01F，限流阻抗為2mH電感，雙刀雙擲開關(guān)為直流24V雙刀雙擲型繼電器，第一、第二件為標(biāo)稱值2.7V/1F的超級電容器。
[0032]圖2為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例系統(tǒng)包括多個圖1所示的裝置:
[0033]第一級均衡單元包括2"個第一級電壓均衡裝置201，所述第一級電壓均衡裝置的第一電能儲存單元202、第二電能儲存單元203分別為兩個電壓均衡裝置；
[0034]第二級儲存單元包括2n/2個第二級電壓均衡裝置，所述第二級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第一級電壓均衡裝置，以此類推；
[0035]第η級儲存單元包括I個所述第η級電壓均衡裝置，所述第η級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第η-1級電壓均衡裝置。
[0036]具體來說，本實(shí)施例多級均衡單元構(gòu)成的系統(tǒng)協(xié)調(diào)多個電壓均衡裝置，可以協(xié)系統(tǒng)中每一個均衡單元中的電壓均衡裝置，從而均衡效果更加準(zhǔn)確。
[0037]圖3為本發(fā)明搖擺飛渡電容的電壓均衡方法的流程圖，如圖3所示，本實(shí)施例方法，包括:
[0038]步驟101、控制單元控制第I級儲存單元的第一級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合；
[0039]步驟102、控制單元控制第2儲存單元的第二級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合，以此類推；
[0040]步驟103、所述控制單元控制第η級存儲單元的所述第η級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。
[0041]本發(fā)明使用飛渡電容、限流阻抗與雙刀雙擲開關(guān)組成搖擺飛渡電容，用于兩個電能儲存單元的電壓均衡。相對同樣功能的電壓均衡裝置，本發(fā)明將多個電能儲存單元分成多組，多級，使一個飛渡電容負(fù)責(zé)電能均衡的電能儲存單元數(shù)量大大減小，從而能明顯提高電壓均衡速度。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，不用檢測電能儲存單元的電壓，不需要復(fù)雜的控制算法，電壓均衡速度快，可靠性高，成本低，解決了目前電能儲存元件組電壓均衡的問題。本發(fā)明的實(shí)施可以提高電能儲存元件的儲能容量，增加電能儲存元件的壽命，降低電能儲存元件組電壓均衡的成本，提高電壓均衡的速度。
[0042]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置，其特征在于，包括: 飛渡電容、限流阻抗、雙刀雙擲開關(guān)、第一電能儲存單元、第二電能儲存單元以及控制單元； 所述飛渡電容一端與所述限流阻抗串聯(lián)，所述雙刀雙擲開關(guān)兩個定觸點(diǎn)分別與所述飛渡電容的另一端、所述限流阻抗的另一端連接聯(lián)； 所述雙刀雙擲開關(guān)的第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)分別串聯(lián)所述第一電能儲存單元、所述第二電能儲存單元； 所述控制單元與所述雙刀雙擲開關(guān)連接，用于控制所述雙刀雙擲開關(guān)的定觸點(diǎn)與所述第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。2.—種搖擺飛渡電容的電壓均衡系統(tǒng)，其特征在于，包括多個權(quán)利要求1所述的裝置組成多級均衡單元； 第一級均衡單元包括2"個第一級電壓均衡裝置，所述第一級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為兩個電壓均衡裝置； 第二級儲存單元包括2n/2個第二級電壓均衡裝置，所述第二級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第一級電壓均衡裝置，以此類推； 第η級儲存單元包括I個所述第η級電壓均衡裝置，所述第η級電壓均衡裝置的第一、第二電能儲存單元分別為第η-1級電壓均衡裝置。3.—種根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)的搖擺飛渡電容的電壓均衡方法，其特征在于，包括: 控制單元控制第I級儲存單元的第一級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合； 所述控制單元控制第2級儲存單元的所述第二級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合，以此類推； 所述控制單元控制第η級存儲單元的所述第η級電壓均衡裝置的動觸點(diǎn)與定觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種搖擺飛渡電容的電壓均衡裝置、系統(tǒng)以及方法。裝置，包括：飛渡電容、限流阻抗、雙刀雙擲開關(guān)、第一電能儲存單元、第二電能儲存單元以及控制單元；飛渡電容一端與限流阻抗串聯(lián)，雙刀雙擲開關(guān)兩個定觸點(diǎn)分別與飛渡電容的另一端、限流阻抗的另一端連接聯(lián)；雙刀雙擲開關(guān)的第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)分別串聯(lián)第一電能儲存單元、第二電能儲存單元；控制單元與雙刀雙擲開關(guān)連接，用于控制雙刀雙擲開關(guān)的定觸點(diǎn)與第一動觸點(diǎn)與第二動觸點(diǎn)的循環(huán)開啟或者閉合。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電能儲存元件組的靜態(tài)和動態(tài)電壓均衡，控制電路簡單，不需要檢測電路，功耗低，電壓均衡效果好，成本低。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105449772
【申請?zhí)枴緾N201511004901
【發(fā)明人】黃智慧, 孟慶歡, 王永興, 鄒積巖, 段雄英, 叢吉遠(yuǎn)
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月28日