[实用新型]一种电池组主动均衡级联系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型电池组主动均衡级联冗余均衡电路部分。

背景技术

电池在使用过程中存在不均衡的问题，其对电池使用寿命有较大影响。

为解决电池不均衡问题，高校和企业开始研发均衡产品。均衡产品分为被动均衡和主动均衡两类。

如图1所示，被动均衡：能耗式均衡方案，在每个电池上并联一个电阻进行分流，将容量多的电池中的能力消耗掉，使电池电压均衡。这种方案仅在充电末期开始动作，且均衡电流仅有500mA，均衡效果受动作时间和充电电流限制。

如图2所示，主动均衡：无损式方案，将能量高的电池的能量转移到能量低的电池(即分散式主动均衡)，或使用整组能量补充到单体最低的电池(即集中式主动均衡)。主动均衡工作于电池充电、放电整个过程，最大均衡电流一般为5A左右。

如图3所示，对于分散式主动均衡，均衡的速度不仅受到均衡电流大小的影响，也受到电池串数的影响。比如电池串数为24，B1电池容量最大，B24容量最小，能量需要从B1传递到B2，B2传递到B3，逐节传递最终到B24。

为提高均衡速度，出现了多级级联式均衡方案。如图4所示，为2级级联式均衡示意图。

级联式均衡方案可将均衡速度提高，但是，标准的n级级联框架决定了其最小单元为2^(n-1)的电池串，可均衡数量为m*2^(n-1)的电池串。(注：m为大于2的整数)。

存在的缺点是：n级级联框架缺乏灵活性，当电池串数不等于m*2^(n-1)时，标准的n级级联框架不能满足要求。

比如，含有3级均衡最多可实现24串电池均衡的均衡产品定型后，其可兼容的串数为2、4、8、12、16、20、24，其他串数并不兼容。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种新型电池组主动均衡级联系统及均衡方法，提出新型级联均衡构架，在n级级联框架基础上增加冗余设计。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种电池组主动均衡级联系统，包括n级级联均衡部分及冗余均衡电路部分，n级级联均衡部分与冗余均衡电路部分在外部进行电气连接，n级级联均衡部分连接到第m_a*y节电池，冗余均衡电路部分也连接到第m_a*y节电池，由此实现了两个部分的电气连接；m_a为级联均衡单元数量，y是级联最小单元数量；

n级级联均衡部分包含m个级联最小单元与m-1个n级均衡单元，n级级联均衡部分实现m*2^(n-1)串电池均衡的标准级联框架，冗余电路包含2^(n-1)个一级均衡单元。

一种电池组主动均衡级联系统的均衡方法，具体包含以下步骤：

步骤一：根据实际电池串数S确定需要使用的n级级联均衡部分的均衡单元数量m_a与冗余均衡电路部分的均衡单元的数量x_a：

步骤二：使用级联均衡电路的前m_a*y均衡单元实现m_a*y串电池的均衡；

步骤三：将冗余均衡电路部分的第1节电池连接到级联均衡电路的最后一节电池即第m_a*y节，将剩下的级联均衡电路x_a节电池依次连接到冗余均衡电路部分的其余节电池上。

所述步骤一中，需要使用的级联均衡单元数量m_a：m_a＝S/y，m_a取商的整数部分；冗余的均衡单元的数量x_a：x_a＝S/y，x_a取商的余数；

即S＝m_a*y+x_a；

其中，m_a*y为级联均衡的部分的级联均衡单元的数量，x_a为冗余的均衡单元的个数量；y为级联最小单元。

所述步骤一中，在确定需要使用的n级级联均衡部分的均衡单元数量m_a与冗余均衡电路部分的均衡单元的数量x_a之前需要制作电池组主动均衡级联电路。

所述制作电池组主动均衡级联系统，具体包含以下步骤：

步骤1：确定最大电池组串数h，确定级联级数n；

步骤2：计算级联最小单元y＝2^(n-1)；

步骤3：计算级联最小单元数量m＝h/y；