[发明专利]一种锂离子动力电池组充放电主动均衡系统及方法

说明书

本发明涉及一种锂离子动力电池组充放电主动均衡系统及方法，主动均衡系统包括锂离子动力电池组、电压采集模块、主控制器、单体电池选通电路、换向电路和辅助电池电路，电压采集模块输入端分别连接锂离子动力电池组和辅助电池电路，电压采集模块输出端连接主控制器，单体电池选通电路、换向电路和辅助电池电路依次连接，单体电池选通电路连接锂离子动力电池组，辅助电池电路包括依次串联连接的限流模块、电流传感器和辅助电池。与现有技术相比，本发明具有主动均衡电路对电池组进行有效管理、提升电池组容量、电路结构简洁、成本低和电路安全性好等优点。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其是涉及一种锂离子动力电池组充放电主动均衡系统及方法。

背景技术

近年来，锂电池在电动汽车上大量使用，主要是由于锂离子电池具有体积小，能量密度高，无记忆效应，循环寿命高，自放电率低等优点。但目前阻碍电动汽车大范围普及的瓶颈仍然是其电池续航问题，可见，锂离子电池的高效利用以及寿命的提高对电动汽车的继续发展至关重要。

影响锂离子电池组寿命重要的一个因素就是单体电池的一致性。由于单体间的工作环境温度，电池容量，内阻，SOC以及自放电的差异，导致单体电池成组后，随着充放电循环次数增加，单体电池间的差异逐渐分化，进而导致电池组性能恶化。

为了解决单体电池的一致性问题，通常利用电力电子技术，在电池组内部设计均衡电路。均衡电路一般分为两种，一种是非人为干预的系统自均衡的被动均衡，另一种是人为干涉的以人为设定的目标为目的的主动均衡，具体包括能量耗散式均衡和能量转移式均衡。其主要功能是无论电池组在充电、放电还是放置过程中，都可利用在电池组内部对于电池单体之间的差异性进行主动均衡，以消除电池成组后由于自身和使用过程中产生的各种不一致性。但由于均衡过程当中的能量转移会因均衡电源自身的功效特性而产生热损耗，以及电池的电化学特性中极化内阻的变化，并不能用简单的能量均衡方式而真正解决问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种锂离子动力电池组充放电主动均衡系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种锂离子动力电池组充放电主动均衡系统，所述的系统包括锂离子动力电池组、电压采集模块、主控制器、单体电池选通电路、换向电路和辅助电池电路，所述的电压采集模块输入端分别连接锂离子动力电池组和辅助电池电路，所述的电压采集模块输出端连接主控制器，所述的单体电池选通电路、换向电路和辅助电池电路依次连接，所述的单体电池选通电路连接锂离子动力电池组。

优选地，所述的辅助电池电路包括依次串联连接的限流模块、电流传感器和辅助电池。

优选地，所述的限流模块包括电感线圈以及分别与电感线圈并联的第一限流支路、第二限流支路，所述的第一限流支路和第二限流支路均分别包括串联连接的MOS管和续流二极管，所述的第一限流支路和第二限流支路的续流二极管导通方向相反，所述的第一限流支路中第十一MOS管和第一续流二极管的导通方向相同，所述的第二限流支路中的第十二MOS管和第二续流二极管的导通方向相同，所述的第十一MOS管两端并联有与自身导通方向相反的二极管，所述的第十二MOS管两端并联有与自身导通方向相反的二极管。

优选地，所述的限流模块为电阻。

优选地，所述的单体电池选通电路设于单体电池两端，所述的单体电池选通电路分为偶数选通支路和奇数选通支路，所述的偶数选通支路一端和奇数选通支路一端交替连接于锂离子动力电池组中各单体电池两端，所述的偶数选通支路另一端连接偶数选通支路公共输出端，所述的奇数选通支路另一端连接奇数选通支路公共输出端。

优选地，每条单体电池选通电路上串联两个以漏极相连的MOS管，每个MOS管两端均并联有与对应MOS管导通方向相反的二极管。