电池管理电路及储能系统的制作方法

本技术属于电池管理，尤其涉及一种电池管理电路及储能系统。

背景技术：

1、随着现代电子设备和电动汽车的快速发展，对电池的性能要求也日益提高。多个电池可以通过串联或并联的方式连接，以满足不同电压和容量的需求。

2、串联方式是将多个电池首尾相连，形成一个电池簇，再经过dc/dc变换电路接入到母线上。然而，多个电池之间存在的性能差异和老化速度不均等问题，往往会对整个电池簇的性能产生严重影响，即所谓的“木桶效应”。并联方式是每个电池都配置一个独立的dc/dc电路，再将这些电路并联到母线上。然而，由于并联方式需要更大的变压比例，这也导致了dc/dc电路的损耗较高，降低了系统的效率。

3、因此，如何提高电池的充放电性能是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种电池管理电路及储能系统，旨在解决传统技术中的电池的充放电性能不佳的问题。

2、本技术实施例的第一方面提出了一种电池管理电路，用于管理多个电池，所述电池管理电路包括：

3、多个电压变换模块，多个电压变换模块与多个所述电池一一对应，所述电压变换模块具有直流侧和母线侧，所述直流侧用于连接对应的所述电池，母线侧用于连接母线；多个所述电压变换模块的母线侧串联在所述母线上；

4、多个第一控制模块，多个所述第一控制模块与多个所述电压变换模块一一对应；

5、第二控制模块，用于获取多个所述电池的电性参数，并根据所述电性参数输出第一控制信号；其中，所述第一控制模块用于接收并响应所述第一控制信号，以控制所述电压变换模块调节对应电池的所述电性参数。

6、在本技术的部分实施例中，所述电性参数包括电压、电流、温度和功率中的一种或多种。

7、在本技术的部分实施例中，所述第一控制模块包括：

8、第一计算单元，所述第一计算单元用于获取对应的所述电压变换模块连接的电池的电性参数；

9、第二计算单元，所述第二计算单元用于接收并根据所述第一控制信号，输出第二控制信号；

10、执行单元，所述执行单元用于接收并根据所述第二控制信号控制所述电压变换模块调节对应电池的所述电性参数；

11、其中，所述第二控制模块包括管理单元，所述管理单元用于获取所述电性参数，并根据所述电性参数输出最大电荷信号和最小电荷信号；所述第二计算单元用于根据所述最大电荷信号和所述最小电荷信号输出所述第二控制信号。

12、在本技术的部分实施例中，所述第二控制模块还包括逻辑单元，所述逻辑单元用于输出母线电压信号以及所述电池的数量；

13、所述第二计算单元还用于接收所述母线电压信号以及所述电池的数量，并根据所述母线电压信号、所述电池的数量以及所述最大电荷信号和所述最小电荷信号输出所述第二控制信号。

14、在本技术的部分实施例中，所述第二控制信号包括电流控制信号以及电压控制信号；所述第二计算单元包括：

15、第一子计算单元，用于获取所述最大电荷信号以及所述最小电荷信号，并根据所述最大电荷信号以及所述最小电荷信号输出第一子控制信号；

16、第二子计算单元，用于接收所述母线电压信号以及所述电池的数量，并根据所述母线电压信号以及所述电池的数量输出第二子控制信号；

17、第一加法器，用于获取并根据所述第一子控制信号和所述第二子控制信号输出所述电流控制信号；

18、第二加法器，用于获取并根据所述第一子控制信号和所述第二子控制信号输出所述电压控制信号。

19、在本技术的部分实施例中，所述第一计算单元还用于输出第一参考电压和第一参考电流；

20、所述第一加法器用于获取并根据所述第一子控制信号、所述第二子控制信号以及所述第一参考电流输出所述电流控制信号；

21、和/或，第二加法器用于获取并根据所述第一子控制信号、所述第二子控制信号以及第一参考电压输出所述电压控制信号。

22、在本技术的部分实施例中，所述第二计算单元还包括：

23、第三加法器，用于获取所述最大电荷信号以及所述最小电荷信号，并将所述最大电荷信号以及所述最小电荷信号进行加法运算后得到第一运算信号；

24、乘法器，用于获取所述第一运算信号，并将所述第一运算信号和预设系数相乘后输出第二运算信号；所述第一子计算单元根据所述最大电荷信号、所述最小电荷信号以及所述第二运算信号输出所述第一子控制信号。

25、在本技术的部分实施例中，所述第二控制信号包括电流控制信号以及电压控制信号，所述执行单元包括：

26、发生器，用于输出周期性的锯齿波；

27、第一补偿器，用于接收所述电流控制信号和所述电池的第一电流信号，并根据所述电流控制信号和所述第一电流信号输出第一补偿信号；

28、比较器，所述比较器用于根据所述锯齿波和所述第一补偿信号输出第一执行信号，所述第一执行信号用于调节所述电压变换单元的电流。

29、在本技术的部分实施例中，所述执行单元还包括第二补偿器，所述第二补偿器用于接收所述电压控制信号和所述电池的第一电压信号，并根据所述电压控制信号和所述第一电压信号输出第二补偿信号；

30、所述比较器用于根据所述锯齿波和所述第二补偿信号输出第二执行信号，所述第二执行信号用于调节所述电压变换单元的电压。

31、在本技术的部分实施例中，所述电压变换单元为隔离型拓扑结构或非隔离型拓扑结构。

32、在本技术的部分实施例中，所述电压变换单元包括：

33、第一电感，连接在所述电池的正极与所述母线的正极之间；

34、第一电容，一端连接在所述电池的正极与所述母线的正极之间，另一端连接在所述电池的负极与所述母线的负极之间；

35、第一晶体管，与所述第一电容并联，并用于接收第一控制模块输出的第三控制信号，以调节所述电池的电压和/或电流。

36、在本技术的部分实施例中，所述第一晶体管包括第一子晶体管和第二子晶体管，所述第一子晶体管和所述第二子晶体管分设在所述第一电感的两侧。

37、在本技术的部分实施例中，所述电压变换单元包括：

38、第一换流器，所述第一换流器连接所述电池；

39、第二换流器，所述第二换流器连接所述母线或用电设备，并与所述第一换流器互感；

40、所述第一换流器用于将电池输出的第一直流电流逆变为第一交流电流；所述第二换流器用于根据所述第一交流电流形成第二交流电流，并用于将所述第二交流电流转换为第二直流电流，以输出到所述用电设备上；

41、或者，所述第二换流器用于将所述母线输出的第三直流电流逆变为第三交流电流，所述第一换流器用于根据所述第三交流电流形成第四交流电流，并用于将所述第四交流电流转换为第四直流电流，以输出到所述电池上。

42、第二方面，本技术还提供一种储能器件，所述储能器件包括多个电池以及上述的电池管理电路，所述电池管理电路用于调节所述电池的电性参数，所述电性参数为充电电性参数或放电电性参数。

43、第三方面，本技术还提供一种储能系统，所述储能系统包括充电模块以及上述的储能器件，所述充电模块用于通过所述母线为所述储能器件充电。

44、第四方面，本技术还提供一种用电系统，所述用电系统包括用电设备以及上述的储能器件，所述用电设备用于通过所述母线为所述储能器件放电。

45、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种电池管理电路及储能系统，该电池管理电路用于管理多个电池，电池管理电路包括多个电压变换模块、多个第一控制模块以及第二控制模块，多个电压变换模块与多个电池一一对应，电压变换模块具有直流侧和母线侧，直流侧用于连接对应的电池，母线侧用于连接母线或用电设备；多个电压变换模块的母线侧串联在母线上；多个第一控制模块与多个电压变换模块一一对应；第二控制模块用于获取多个电池的电性参数，并根据电性参数输出第一控制信号；其中，第一控制模块用于接收并响应第一控制信号，以控制电压变换模块调节对应电池的电性参数；也就是说，本技术中为每一电池设置一个电压变换模块，并将多个电压变换模块串联到母线上，一方面能够减小不同电池之间的相互影响，进而有利于减小木桶效应；另一方面能够减小电压变换电路的变压比例，进而有利于提高转换效率。

技术特征：

1.一种电池管理电路，其特征在于，用于管理多个电池，所述电池管理电路包括：

2.根据权利要求1所述的电池管理电路，其特征在于，所述第一控制模块包括：

3.根据权利要求2所述的电池管理电路，其特征在于，所述第二控制模块还包括逻辑单元，所述逻辑单元用于输出母线电压信号以及所述电池的数量；

4.根据权利要求3所述的电池管理电路，其特征在于，所述第二控制信号包括电流控制信号以及电压控制信号；所述第二计算单元包括：

5.根据权利要求4所述的电池管理电路，其特征在于，所述第一计算单元还用于输出第一参考电压和第一参考电流；

6.根据权利要求4或5所述的电池管理电路，其特征在于，所述第二计算单元还包括：

7.根据权利要求2至5任意一项所述的电池管理电路，其特征在于，所述第二控制信号包括电流控制信号以及电压控制信号，所述执行单元包括：

8.根据权利要求1所述的电池管理电路，其特征在于，所述电压变换单元为非隔离型拓扑结构，所述电压变换单元包括：

9.根据权利要求1所述的电池管理电路，其特征在于，所述电压变换单元为隔离型拓扑结构，所述电压变换单元包括：

10.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括多个电池以及权利要求1至9所述的电池管理电路，所述电池管理电路用于调节所述电池的电性参数，所述电性参数为充电电性参数或放电电性参数。

技术总结
本申请提供一种电池管理电路及储能系统，电池管理电路包括多个电压变换模块、多个第一控制模块以及第二控制模块，电压变换模块具有用于连接电池的直流侧和用于连接母线或用电设备的母线侧，多个母线侧串联在母线上；第二控制模块用于获取电性参数并输出第一控制信号；第一控制模块用于接收并响应第一控制信号，以控制电压变换模块调节电池的电性参数；本申请为每一电池设置一个电压变换模块，并将多个电压变换模块串联到母线上，一方面能够减小不同电池之间的相互影响，进而有利于减小木桶效应；另一方面能够减小电压变换电路的变压比例，进而有利于提高转换效率。

技术研发人员：胡炎申
受保护的技术使用者：深圳正沃能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23