專利名稱：一種蓄電池充放電的連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池充放電的連接裝置。
背景技術(shù)：
目前，蓄電池充放電的裝置已經(jīng)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在各個(gè)電力電子行業(yè)中，但 是由于蓄電池存在以下缺點(diǎn)(1)制造時(shí)初始容量不同；(2)容量在使用過(guò)程的衰減速率不 同；(3)自放電速率不同，使得相同標(biāo)稱容量的單體電池串聯(lián)應(yīng)用時(shí)，各單體的實(shí)際荷電量 不同，不能同時(shí)充滿、同時(shí)放完，造成電池容量的浪費(fèi)，而且這種狀況會(huì)隨著電池充放電循 環(huán)次數(shù)和荷電時(shí)間的增加而不斷加劇。為克服上述問(wèn)題，一些蓄電池(如鉛酸電池)采用均充的辦法，即通過(guò)對(duì)已充滿的 單體過(guò)充電使其他單體充滿，這是以浪費(fèi)電能和犧牲電池循環(huán)壽命為代價(jià)的。另一些電池 (如鋰離子電池、雙電層電容器等)，其結(jié)構(gòu)機(jī)理決定不能過(guò)充或過(guò)放，否則會(huì)導(dǎo)致不可恢 復(fù)的破壞，必須采取專門的保護(hù)措施。現(xiàn)有的過(guò)充過(guò)放保護(hù)措施(也有稱充放電均衡措施)主要有電阻分流方法，限壓 電路分流方法，單向DC-DC分流方法，開(kāi)關(guān)電容均壓方法等。前兩種需消耗功率，后兩種雖 能回收部分功率，但效率低且控制復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本高。本實(shí)用新型無(wú)須專門的控制，便可在 充放電的全過(guò)程中自動(dòng)分配各單體的充放電流，保持各單體電池端電壓的一致，使各單體 電池同步充滿或同步放完，而且轉(zhuǎn)換效率高，此外本實(shí)用新型還可同時(shí)提供低壓端口，在電 動(dòng)汽車等應(yīng)用中可省去專門的降壓型DC-DC變換器。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述蓄電池充放電中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方 便實(shí)用的蓄電池充放電的連接裝置，其內(nèi)容如下一種蓄電池充放電的連接裝置，該裝置包括至少一個(gè)蓄電池，及與蓄電池個(gè)數(shù)相 同的雙向直流一直流變換器，其中所有的蓄電池串聯(lián)在一起，蓄電池組的正極與高壓母線 的正極相連，其負(fù)極與高壓母線的負(fù)極相連，且每個(gè)蓄電池與一雙向直流-直流變換器的 一側(cè)同極性相聯(lián)，該雙向直流-直流變換器的另一側(cè)正極與低壓母線的正極相連，其負(fù)極 與低壓母線的負(fù)極相連。從上可知，本實(shí)用新型通過(guò)將每個(gè)蓄電池和雙向直流-直流變換器相連，使蓄電 池組的充放電能夠同步完成，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型的連接裝置示意圖；圖2是雙向DC-DC變換器的等效電路圖。
3具體實(shí)施例以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，Bi、B2、B3至Bn為η 個(gè)單只蓄電池，Ρ1、Ρ2、Ρ3至Pn為η個(gè)雙向隔離型DC-DC變換器，各變換器的A側(cè)端口與對(duì) 應(yīng)的單只電池的正負(fù)極同極性連接后，再將各單只電池串聯(lián)構(gòu)成直流高壓母線VH，各變換 器的B側(cè)端口同極性連接并聯(lián)構(gòu)成低壓母線VL。圖2是雙向DC-DC變換器的等效電路，其中T為理想變壓器，R為折算到A側(cè)的等 效內(nèi)阻，其固有傳輸特性是保持B側(cè)電壓是A側(cè)電壓的M倍，即VB = M*VA，當(dāng)VB小于M*VA 時(shí)，功率由A側(cè)向B側(cè)傳輸，反之則由B側(cè)向A側(cè)傳輸，傳輸?shù)淖畲蠊β驶螂娏髂軌虮幌拗啤?當(dāng)各DC-DC變換器B側(cè)并聯(lián)后，B側(cè)電壓均為VL，則所有端電壓高于VL/M的單只電池通過(guò) 對(duì)應(yīng)的DC-DC向低壓母線放出功率，所有端電壓低于VL/M的單只電池通過(guò)對(duì)應(yīng)的DC-DC從 低壓母線吸收功率，平衡時(shí)各單只電池的端電壓均等于VL/M，從而使各單只電池同時(shí)充滿、 同時(shí)放空。DC-DC選擇合適的電壓傳輸比，可得到合適的低壓母線電壓VL (如12V上下，24V 上下等)為電動(dòng)汽車等的低壓電氣系統(tǒng)供電。當(dāng)從低壓母線輸出功率時(shí)，各單只電池同時(shí) 向低壓母線放出功率，當(dāng)向低壓母線輸入功率時(shí)，各單只電池同時(shí)從低壓母線接收功率。以下結(jié)合圖1對(duì)適用于小型電動(dòng)轎車的蓄電池成組方案的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。Bi、 B2、B3至BN為IOOAh鋰離子單體電池，共80節(jié)，電池單體端電壓為3. OV至4. IV，成組后高 壓母線電壓為240V至328V。DC-DC變換器Pl、P2、P3至PN(共80個(gè))電壓傳輸比M均為 4，則低壓母線電壓為12V至16. 4V。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，鋰離子電池的出廠容量最大值與最小值 相差10%，即與平均值相差士5%，考慮到電池使用中容量衰減及自放電不一致，設(shè)實(shí)際容 量與平均值相差士 10%，若電池最大充放電電流為100A，則DC-DC變換器A側(cè)最大電流為 IOA即可，即DC-DC變換器的最大變換功率為41W，低壓母線端口可輸入輸出的最大功率約 3KW。以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種蓄電池充放電連接裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中 應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫 助理解本實(shí)用新型的方法及核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變 之處，本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種蓄電池充放電的連接裝置，該裝置包括至少一個(gè)蓄電池，及與蓄電池相同個(gè)數(shù)的雙向直流 直流變換器，其特征在于所有的蓄電池串聯(lián)在一起，蓄電池組的正極與高壓母線的正極相連，其負(fù)極與高壓母線的負(fù)極相連，且每個(gè)蓄電池與一雙向直流 直流變換器的一側(cè)同極性相聯(lián)，該雙向直流 直流變換器的另一側(cè)正極與低壓母線的正極相連，其負(fù)極與低壓母線的負(fù)極相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用的蓄電池充放電的連接裝置，該裝置包括至少一個(gè)蓄電池，及與蓄電池個(gè)數(shù)相同的雙向直流-直流變換器，其中所有的蓄電池串聯(lián)在一起，蓄電池組的正極與高壓母線的正極相連，其負(fù)極與高壓母線的負(fù)極相連，且每個(gè)蓄電池與一雙向直流-直流變換器的一側(cè)同極性相聯(lián)，該雙向直流-直流變換器的另一側(cè)正極與低壓母線的正極相連，其負(fù)極與低壓母線的負(fù)極相連。本實(shí)用新型通過(guò)將每個(gè)蓄電池和雙向直流-直流變換器相連，使蓄電池組的充放電能夠同步完成，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201690248SQ201020176369
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者張文學(xué) 申請(qǐng)人:北京動(dòng)力源科技股份有限公司