一種儲能單元均衡電路及具有該均衡電路的儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬于蓄電池技術領域。
【背景技術】
[0002]儲能單元由于單體電壓、容量、最大電流等因素的限制，在實際使用過程中大多數都采用串并聯(lián)的成儲能系統(tǒng)進行工作，受單體儲能單元的不一致性的影響和環(huán)境因素的影響，儲能系統(tǒng)內部會出現(xiàn)單只落后的現(xiàn)象，在出現(xiàn)單只落情況后，大多數是整組更換，造成大量浪費。
[0003]為了避免出現(xiàn)單只落后的現(xiàn)象，目前也出現(xiàn)了帶有均衡功能的智能電池，其通過采集各個單體電池的狀態(tài)信息，借助于微控制器內的均衡模塊控制各個電池進行能量轉移。但是，現(xiàn)有的技術方案中，單體電池只采集上一個單體電池的模擬信號，單體電池只能與其相鄰的單體電池通信，而不能與其他所有的單體電池通信，這樣在實際使用過程中，單體電池之間的一致性仍然無法保證，此外，現(xiàn)在的傳輸模擬信號的單體電池，如果某一單體電池需要與其他所有的單體電池通信，需要額外增加線路，這樣造成了電路結構的復雜，也降低了工作的可靠性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種儲能單元均衡電路及具有該均衡電路的儲能系統(tǒng)，簡化信息傳輸和能量傳輸結構，提高工作的可靠性。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種儲能單元均衡電路，該均衡電路與儲能單元連接，該均衡電路包括有
[0006]一信息采樣電路，用于采集儲能單元的狀態(tài)信息并傳輸至微控制器；
[0007]一組外接端子，其中包括與儲能單元的輸出端子相連接的電源端子，以及與其他儲能單元進行能量與通訊傳輸的能量與通訊端子，所述能量與通訊端子通過能量與通訊傳輸導線傳輸電能及通訊信號；
[0008]一隔離型直流轉直流變換器，與微控制器及能量與通訊端子連接，用于控制能量與通訊端子進行能量與通訊的傳輸；
[0009]在充放電過程中，儲能系統(tǒng)中各儲能單元的狀態(tài)信息通過能量與通訊傳輸導線進行通訊，微控制器中設置的均衡模塊對狀態(tài)信息進行比較處理，并進行均衡控制，使能量通過能量與通訊傳輸導線在各儲能單元間轉移。
[0010]優(yōu)選的，該均衡電路還包括有防止能量與通訊傳輸導線短路的保護電路。
[0011]優(yōu)選的，所述保護電路包括一個單向導電模塊，所述電源端子的正端子與單向導電模塊的一端相連接，所述單向導電模塊的另一端與均衡電路的能量與通訊端子的一個端子相連接。
[0012]優(yōu)選的，該均衡電路還包括有一非隔離型直流轉直流變換器，所述非隔離型直流轉直流變換器與電源端子及隔離型直流轉直流變換器相連接。
[0013]優(yōu)選的，該均衡電路還設有輸入或者輸出通訊信息的第二通訊端子，所述第二通訊端子與微控制器相連接，所述第二通訊端子與儲能系統(tǒng)中其他儲能單元的第二通訊端子進行通訊。
[0014]優(yōu)選的，該均衡電路還包括一個與其他儲能單元進行通訊的無線收發(fā)電路，所述無線收發(fā)電路的一端與微控制器相連接，所述無線收發(fā)電路的另一端與收發(fā)天線相連接。
[0015]優(yōu)選的，所述均衡電路外接于儲能單元外部，所述均衡電路的電源端子的正端子與儲能單元的正端相連，所述均衡電路的電源端子的負端子與儲能單元的負端相連。
[0016]優(yōu)選的，所述均衡電路內置于儲能單元內部，所述均衡電路還設有儲能電流采樣電阻或霍爾傳感器R3，R3的一端與儲能單元的內側負端相連，R3的另一端與微控制器的一個模數轉換引腳、儲能單元的外側輸出負端子相連接。
[0017]一種具有均衡電路的儲能系統(tǒng)，該儲能系統(tǒng)包括兩個以上的儲能單元，所述儲能系統(tǒng)中設置有上述的均衡電路，所述均衡電路的數量等于或大于儲能單元數量，當所述均衡電路的數量等于儲能單元的數量時，所述均衡電路采用串聯(lián)的模式，形成一個完整的環(huán)形能量轉移與數據傳輸的電路環(huán)；當所述均衡電路的數量大于儲能單元數量時，所述均衡電路采用串并聯(lián)的模式，形成一個以上的完整的環(huán)形能量轉移與數據傳輸的電路環(huán)。
[0018]優(yōu)選的，所述儲能系統(tǒng)為串聯(lián)儲能系統(tǒng)或串并聯(lián)儲能系統(tǒng)，所述串聯(lián)儲能系統(tǒng)是由兩個以上儲能單元串聯(lián)組成，所述串并聯(lián)儲能系統(tǒng)是兩組或兩組以上串聯(lián)儲能系統(tǒng)并聯(lián)組成。
[0019]本實用新型的儲能單元均衡電路，能量轉移和通訊在能量與通訊傳輸導線由于傳輸的是數字信號在確保單體電池之間互相通信的同時，也確保電路的簡化和可靠。另外，均衡電路可內置于儲能單元內部實現(xiàn)與儲能單元的一體化設置，可以保證各個儲能單元之間可以進行級聯(lián)，所有均衡器上的連接線無需接入儲能單元的主回路，確保均衡器與均衡器之間的接線方法的一致性，不會出現(xiàn)接線的錯誤。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述:
[0021]圖1為儲能單元均衡電路實施例1電路圖；
[0022]圖2為儲能單元均衡電路實施例2電路圖；
[0023]圖3a為隔離型直流轉直流變換器電路圖一；
[0024]圖3b為隔離型直流轉直流變換器電路圖二 ；
[0025]圖3c為隔離型直流轉直流變換器電路圖三；
[0026]圖4為外置均衡電路串聯(lián)儲能系統(tǒng)原理圖；
[0027]圖5為內置均衡電路串聯(lián)儲能系統(tǒng)原理圖；
[0028]圖6為串并聯(lián)均衡電路儲能系統(tǒng)一原理圖；
[0029]圖7為串并聯(lián)均衡電路儲能系統(tǒng)二原理圖；
[0030]圖8為串聯(lián)均衡電路儲能系統(tǒng)原理圖(比儲能單元組多一個(N個)儲能單元的冗余系統(tǒng))；
[0031]圖9為串聯(lián)均衡電路儲能系統(tǒng)(利用第二通訊端子進行通訊)原理圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合圖1的電路圖具體說明儲能單元均衡電路實施例1。
[0033]該儲能單元均衡電路外接在儲能單元外部，與儲能單元并聯(lián)，其包括有:一微控制器，一電壓采樣電路，一隔離型直流轉直流變換器，一非隔離型直流轉直流變換器，一組外接端子，其中包括與儲能單元的輸出端子相連接的電源端子，以及與儲能系統(tǒng)中其他儲能單元進行能量與通訊傳輸的能量與通訊端子；此外還包括有電流采樣電路、溫度采樣電路、第二通訊端子、一個無線收發(fā)電路、性能狀態(tài)指示電路。
[0034]所述均衡電路的電源端子的正端子與儲能元件的正端相連；均衡電路的電源端子的負端子與儲能元件的負端相連；均衡電路的電源端子的正端子與非隔離型直流轉直流變換器的輸入端相連接；非隔離型直流轉直流變換器另一端與均衡電路的電源端子的負端子相連接；非隔離型直流轉直流變換器輸出端與隔離型直流轉直流變換器的輸入端相連接；隔離型直流轉直流變換器的輸出端與均衡電路的輸出端子相連接；隔離型直流轉直流變換器的受控制端與微控制器相連接。
[0035]所述隔離型的直流轉直流變換器是一種通用開關電源電路，作為優(yōu)選，如圖3a至圖3c所示，采用電壓利用率高的推挽式開關電源電路作為能量傳輸裝置，該裝置有一個控制端，接收來自微控制器的信號，使變換器可以輸出一連串通訊信號。作為優(yōu)選，控制端通過控制直流轉直流變換器內置的高頻開關管,輸出脈沖通訊信號，或對直流轉直流變換器的輸出直流信號進行調制，輸出通訊信號。所述非隔離型的DC/DC能量升壓傳輸變換器是一種斬波式升壓電路。
[0036]所述電壓采樣電路是由電壓采樣電阻Rl和電壓采樣電阻R2兩個分壓電阻串聯(lián)組成，所述電壓采樣電阻Rl與電源端子的正端子相連接，所述電壓采樣電阻R2與電源端子的負端子相連接；電壓采樣電阻Rl與R2的連接點與微控制器的一個模數轉換引腳相連接。
[0037]所述電流采樣電路包括儲能單元充放電流采樣電路、輸入均衡電流采樣電