[发明专利]基于双向升降压变换器的总线式电池组均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池组的电压均衡方法。

背景技术

目前基于典型的双向buck/boost变换器均衡结构的均衡方法和基于带有升降压变换器的飞渡电容式均衡方法，分别如图1和图2所示。典型的双向buck/boost变换器均衡结构在每相邻的电池单体之间都需要接入一个双向buck/boost变换器，对于N节电池单体组成的电池组就需要N+1个开关管，N+1个二极管和N-1个电感，使用的电器元件比较多；典型的双向buck/boost变换器均衡结构均衡时，若压差最大的两节单体间有较多电池单体，由最高电压单体转移电量到最低电压单体时就需要经过它们间这些电池单体相连的变换器，极大地降低了能量效率和均衡速率；

如图2所示，给出了一种带有升降压变换器的飞渡电容式均衡结构示意图，该种均衡结构很好地解决了上述双向buck/boost变换器均衡结构的不足，但是所使用的飞渡电容一般是万法拉级的超级电容或超级电容组，其体积很大，而且作为飞渡电容的超级电容或超级电容组一般自放电率比较大，因而使用时间稍长以后其电压就很容易降到一个很低的水平，不利于均衡器的正常工作，这时需要在均衡启动前预先对飞渡电容补充一定的电量，这给带有升降压变换器的飞渡电容式均衡方案具体实施增加了不少麻烦，给均衡器的实用和推广带来较大不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双向升降压变换器的总线式电池组均衡方法，以解决现有能量转移型的电池组均衡器均衡速度慢、均衡效率低、结构复杂以及成本高等缺点。

本发明的方法基于双向升降压变换器Ⅰ、开关阵列Ⅱ、一号滤波电路Ⅲ、二号滤波电路Ⅳ、单体电池电压检测电路Ⅴ和控制器Ⅵ实现；

串联的n个电池单体B₁～B_n构成电池组，从电池组的正极到负极，电池单体编号依次为1，2，3，…，n；开关阵列Ⅱ由A端总线和B端总线构成，n只单刀单掷开关K₁～K_n、单刀双掷开关KK₁和单刀双掷开关KK₂构成A端总线；n只单刀单掷开关S₁～S_n、单刀双掷开关SS₁和SS₂构成B端总线；单刀单掷开关K₁～K_n的动端分别依次连接在电池单体B₁～B_n的阳极上，单刀单掷开关K₁～K_n中的奇数号开关的静端都连接在一起形成A端奇数开关总线Ⅱ-1，单刀单掷开关K₁～K_n中的偶数号开关的静端都连接在一起形成A端偶数开关总线Ⅱ-2，单刀双掷开关KK₁的动端连接在A端奇数开关总线Ⅱ-1上，单刀双掷开关KK₂的动端连接在A端偶数开关总线Ⅱ-2上；

单刀单掷开关S₁～S_n的动端分别依次连接在电池单体B₁～B_n的阴极上，单刀单掷开关S₁～S_n中的奇数号开关的静端都连接在一起形成B端奇数开关总线Ⅱ-3，单刀单掷开关S₁～S_n中的偶数号开关的静端都连接在一起形成B端偶数开关总线Ⅱ-4，单刀双掷开关SS₁的动端连接在B端奇数开关总线Ⅱ-3上，单刀双掷开关SS₂的动端连接在B端偶数开关总线Ⅱ-4上；

一号滤波电路Ⅲ由电感L₁和电容C₁组成，二号滤波电路Ⅳ由电感L₂和电容C₂组成；