专利名称：单向变压器远程自由飞渡双向无损均衡系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池管理系统技术领域，具体是一种单向变压器实现远程自由飞渡双向无损电池均衡技术的系统。
背景技术：
电动车技术，其中的电池管理系统技术是电动车技术中的一项关键技术，电池管理系统的性能优劣直接决定了电池组的使用寿命和效率。其中在新能源汽车和储能系统的电池组中由于各单体电池的不均衡严重影响着整个电池组的使用寿命,解决单体电池的不均衡问题成为电池组系统设计中的关键技术。现有的均衡技术中，主要分为两大主流技术:
1、带有负载电阻的有损均衡，其缺点为均衡能量有限、均衡时系统发热较高；2、双向变压器无损均衡，其缺点为设计电路复杂、均衡转换效率低、成本高。
发明内容
本发明的目的是:提供了一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，系统主要包括电池组模块、多路选通开关模块、均衡母线模块、桥路变换模块、电源变换模块、能量回馈模块。所述的单片机控制多路开关可以在任意工作周期切换到任一个电池，每一个周期可以拉出任意一个电池的电源能量，也可以补充到任意一个电池的电源能量。整个系统通过单个单向变压器将较高能量的电池能量拉出推送到较低能量的电池，实现了任意电池间能量的无损远程任意飞渡均衡。根据上述目的，本发明所采取的技术方案为:一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡，系统主要包括电池组模块、多路选通开关模块、均衡母线模块、桥路变换模块、电源变换模块、能量能量通道模块。所述的变压器单向工作、系统双向均衡。所述的变压器单向工作、在电源变换次级形成的能量靠电压差自然流到待补充能量的电池。所述的单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，可以实现无储能电容的单脉冲任意电池间的能量飞渡，既逐脉冲能量远程飞渡功能。所述的单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:每一次能量加载和能量回馈均可以变换被接通的电池，实现能量在系统中任意电池之间的转移，既远程自由飞渡。与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为:1、本系统利用单个变压器单向工作、实现系统的双向均衡，简化了电路、提高了均衡系统的效率。2、本系统的拓扑结构可以实现无储能电容的单脉冲任意电池间的逐脉冲能量远程能量飞渡，简化了系统结构，使得均衡更加灵活，提高了均衡系统的工作效率。3、本系统利用单个变压器实现了能量在系统中任意电池之间的转移，实现了一种结构简单、效率高、智能一体化的远程飞渡双向无损均衡系统，系统使用方便、应用面广、成本低。
图1是本发明的原理结构示意图。图2为能量回馈开关在变压器次级的原理结构示意图。图3为能量回馈开关在变压器初级的原理结构示意图。其中:1、电池组模块，2、多路选通开关模块，3、均衡母线模块，4、桥路变换模块，5、电源变换模块，6、能量回馈模块601能量接入开关，602电源滤波器
具体实施例方式图2为单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统的原理示意图。其具体实现方面有以下内容:1、单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统包括:电池组模块1、多路选通开关模块2、均衡母线模块3、桥路变换模块4、电源变换模块5、能量回馈模块6。2、当单片机检测到电池组模块I中有需要拉出能量的电池后，系统通过模块2选通连接其两端的多路选通开关，该节电池的电压即呈现在模块2的201和202两端。3、接通的电池电压通过均衡母线模块3呈现在401和402两端。4、系统控制桥路变换模块4使得401和402两端的电压总是在403端呈现高电平、404端呈现低电平。5、待拉出电池的两端已连接到电源变换模块5的初级503和504两端后，系统启动能量变换电路把能量从电源变换模块5的初级503和504两端变换到电源变换模块5的次级504和505两端。6、变换后的能量储存在电源变换模块5的次级504和505的两端及电容C2上。通过选取C2的电容容量和设定的变换后的电压幅度，可以满足每次电源回馈能量的需要和回馈时间的需要。7、停止电源变换模块5的能量变换，多路开关模块2接通需要补充能量的单节电池。8、系统控制桥路变换模块4，使得在能量回馈模块6的能量接入开关403两端呈现的高电平和404端呈现的低电平的能量与被加载到电池两端的点压极性一致。9、接通能量回馈模块6的能量接入开关601，则电源变换负端的能量由于电压差的原因经能量回馈模块6自然流到已经接通的电池上。以上步骤完成了从一个能量高的电池拉出部分能量，然后把这个能量搬移到另一个能量低的电池的全过程，原理如图1。10、图3为本系统电源变换电路模块5采用能量转换开关设置在初级的工作方式。实现步骤为:①把某节电池接通到变压器的输入端、能量接入开关601闭合，该节电池的能量自然被充到初级储能电容Cl上；
②断开能量接入开关601 ;③接通需要充电的电池；④系统启动变压器工作、变压器把初级电容Cl的能量变换到次级；⑤因为变压器是升压变压器，变换到次级的能量被自然充到系统已接通的被充电的电池上。在图2所示的电路中，建议选取Cl > 10*C211、以上内容所述的电源变换电路也可以采用BOOST升压电路形式。
权利要求
1.一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，系统主要包括电池组模块、多路选通开关模块、均衡母线模块、桥路变换模块、电源变换模块、能量回馈模块。所述系统特征在于:单片机控制多路开关可以在任意工作周期切换到任一个电池，每一个周期可以拉出任意一个电池的电源能量，也可以补充任意一个电池的电源能量，整个系统通过单个单向变压器将较高能量的电池拉出的能量推送到较低能量的电池，实现了任意电池间能量的无损远程任意飞渡均衡。
2.根据权利要求1所述的一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:变压器单向工作、系统双向均衡。
3.根据权利要求2所述的一种单向变压器，更进一步的其特征在于:所述的变压器单向工作、在电源变换次级形成的能量靠电压差自然流到待补充能量的电池。
4.根据权利要求1所述的一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:可以实现无储能电容的单脉冲任意电池间的能量飞渡，既逐脉冲能量远程飞渡功能。
5.根据权利要求1所述的一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:每一次能量加载和能量回馈循环中，系统均可以变换被接通的电池，实现能量在系统中任意电池之间的转移，既实现远程自由飞渡。
6.根据权利要求1所述的一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:电源变换电路工作时，双向能量通道开关断开，电源变换电路停止工作时，能量回馈电路闭合。
7.根据权利要求2所述的一种单向变压器，更进一步的其特征在于:能量回馈开关还可以设在能量变换的初级，其特征在于:能量输入时能量回馈开关闭合，能量回馈时，能量回馈开关断开。
8.根据权利要求1所述的一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，其特征在于:更进一步的电源变换电路可以采用BOOST电路形式来实现。
全文摘要
本发明公开了一种单向变压器实现远程飞渡双向无损均衡系统，涉及电池管理系统领域，系统主要包括电池组模块、多路选通开关模块、均衡母线模块、桥路变换模块、电源变换模块、能量回馈模块。所述系统特征在于单片机控制多路开关可以在任意工作周期切换到任一个电池，每一个周期可以拉出任意一个电池的电源能量，也可以补充任意一个电池的电源能量，整个系统通过单个单向变压器将较高能量的电池能量拉出推送到较低能量的电池，实现了任意电池间能量的无损远程任意飞渡均衡。本发明结构简单、可靠性高、使用方便、能量转换效率高、极大地提高了电池系统的使用效率；另外，电路设计简单易行，从而降低了成本。
文档编号H02J7/00GK103117572SQ20131003014
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者袁廷华 申请人:合肥创源车辆控制技术有限公司