【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统及电池，特别涉及一种电池组均衡装置及并网控制方法。
技术介绍
1、目前在电动车辆或混合动力车辆中，由于动力电池容量需求越来越大，出于体积、安装、安全等方面考虑，多采用两个电池组并联的方式。在使用过程中，由于电池本身一致性、温度等不同，经长时间使用或存放后端电压差较大，或更换其中一组电池造成两组电池压差较大，直接将两组电池并联会造成较大的冲击电流，损坏电器部件或对电池造成较大冲击。同时在低温下不适宜的充电电流亦会对电池造成伤害。
技术实现思路
1、本公开提供一种电池组间均衡装置及控制策略，用于实现动力电池受控并网/均衡，既满足动力电网对功率的需求，又能够根据动力电池工况实现电池充放电管理，避免动力电池并网冲击或过充，延长动力电池使用寿命。
2、本公开提供的电池组间均衡及并网装置，设置于各动力电池组正极与直流电网之间，具体包括：
3、防反灌二极管，用于实现功率的单向输出；
4、高压直流控制开关，用于实现功率双向输出；
5、开关晶体管、续流二极管、电感，用于实现功率流的受控流动；
6、其中：
7、所述防反灌二极管包括两组，第一组防反灌二极管的阳极分别与各动力电池组的正极连接，阴极与直流母线正极连接；第一组防反灌二极管的两端均并联有高压直流控制开关；
8、所述晶体管的漏极连接直流母线正极；
9、所述晶体管的源极连接所述电感，所述电感的另一端连接第二组防反灌二极管的阳极，第二
10、另外，所述晶体管的源极连接续流二极管阴极，续流二极管阳极接动力电池组负极。
11、进一步的，所述高压直流控制开关采用高压直流接触器或高压直流继电器。
12、进一步的，所述开关晶体管采用igbt晶体管，或碳化硅mos晶体管。
13、进一步的，所述装置包括：第一组防反灌二极管d1、d2，第二组防反灌二极管d3、d4，高压直流控制开关k1，k2，其中：
14、第一电池组的正极经二极管d1、第二电池组的正极经二极管d2连接直流母线正极；
15、d1的两端并联k1，d2的两端并联k2；
16、所述晶体管的源极连接电感l，l的另一端经二极管d3连接第一电池组正极、经二极管d4连接第二电池组正极；
17、同时，所述晶体管的源极连接续流二极管d5负极，d5正极接地。
18、应用于上述装置的动力电池组间均衡控制方法，包括以下步骤：
19、s1，动力电池功率单向输出：在低温环境下、电池加温完成前，由soc或端电压较高的电池经过所述防反灌二极管向电网单向输出功率；
20、s2，动力电池均衡：在完成步骤s1后，动力电池通过所述防反灌二极管挂接电网，所述开关晶体管、电感l、续流二极管以及第二组防反灌二极管组成buck电路，由端电压较高的电池对端电压较低的电池进行受控充电；
21、s3，动力电池双向输入输出：当单组或双组动力电池具备大功率充放电条件时，通过闭合其对应的高压直流控制开关，使其直接挂接电网，实现不控充放电。
22、进一步的，所述步骤s1具体包括：
23、当动力电池需要挂接电网时，动力电池先为电网电容预充电，预充电完成后，由soc或端电压较高的电池通过第一组防反灌二极管向电网输出功率，soc或端电压较低的电池截止；
24、当电网所需功率增大时，输出的动力电池端电压被拉低，soc或端电压较低的电池通过第一组防反灌二极管参与放电，提升电池总输出功率。
25、进一步的，所述步骤s2具体包括：
26、完成动力电池功率单向输出步骤后，动力电池通过第一组防反灌二极管挂接电网，此时所述开关晶体管、所述电感、续流二极管以及连接两组动力电池的第二组防反灌二极管组成buck电路，通过调节igbt占空比，闭环控制由端电压较高的电池流向端电压较低的电池的电流，对端电压较低的电池进行受控充电，使两组电池趋近均衡。
27、进一步的，所述步骤s2中还包括：
28、当母线存在发电机或者直流源时，控制由母线流向两组动力电池的总电流，对电池进行受控充电，使两组电池趋近均衡。
29、进一步的，所述步骤s3具体包括：
30、s31，单组动力电池双向输入输出：当单组动力电池加温完成或者具备大功率充放电条件时，通过闭合其对应的高压直流控制开关，使其直接挂接电网，实现不控充放电；
31、同时，另外一组动力电池通过开关晶体管与电感进行受控充电，实现两组电池的均衡；
32、s32，两组动力电池双向输入输出：
33、当检测到两组动力电池soc或端电压均在允许范围内，通过闭合各自对应的高压直流控制开关，使两组动力电池均直接挂接电网，实现不控充放电。
34、进一步的，所述均衡装置根据温度信号对电池温度进行判断后再控制其对应的高压直流控制开关进行断开或闭合的动作。
35、与现有技术相比，本公开的有益效果是：(1)依据动力电池不同的soc或端电压状况，快速实现动力电池并网的同时，进行组间均衡，兼顾削峰填谷功能稳定电网电压；(2)根据动力电池工况实现电池充放电管理，有效控制充电/均衡电流，避免动力电池并网冲击或过充；(3)有效保护动力电池，延长动力电池使用寿命；(4)成本低，控制测量简洁。
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1.一种动力电池组间均衡及并网装置，其特征在于，所述装置设置于各动力电池组正极与直流电网之间，具体包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压直流控制开关采用高压直流接触器或高压直流继电器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述开关晶体管采用IGBT晶体管，或碳化硅MOS晶体管。
4.根据权利要求1到3中任一所述的装置，其特征在于，包括：第一组防反灌二极管D1、D2，第二组防反灌二极管D3、D4，高压直流控制开关K1，K2，其中：
5.一种应用权利要求1-4中任一所述装置的动力电池组间均衡控制方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括：
9.根据权利要求5-7中任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述均衡装置根据温度
...【技术特征摘要】
1.一种动力电池组间均衡及并网装置，其特征在于，所述装置设置于各动力电池组正极与直流电网之间，具体包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压直流控制开关采用高压直流接触器或高压直流继电器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述开关晶体管采用igbt晶体管，或碳化硅mos晶体管。
4.根据权利要求1到3中任一所述的装置，其特征在于，包括：第一组防反灌二极管d1、d2，第二组防反灌二极管d3、d4，高压直流控制开关k1，k2，其中：
5.一种应用权利要求1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋克岭，倪永亮，戚于飞，范磊，刘振东，路聪慧，王平平，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：
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