[发明专利]锂电池组充放电均衡装置及均衡方法

权利要求书

1.一种锂电池组充放电均衡装置，其特征在于:包括锂电池组、第一电压监测单元、第二电压监测单元、温度监测单元、电流监测单元、霍尔电流传感器、第一开关阵列、超级电容器、第二开关阵列、耗散电阻以及中心控制单元，所述的锂电池组包括多个单体锂电池，锂电池组分别与第一电压监测单元、温度监测单元以及第一开关阵列连接，第一开关阵列与霍尔电流传感器、超级电容器以及耗散电阻连接，霍尔电流传感器与电流监测单元以及第二开关阵列连接，第二开关阵列与耗散电阻以及超级电容器连接，超级电容器与第二电压监测单元连接，中心控制单元分别与第一电压监测单元、温度监测单元、第一开关阵列、电流监测单元、第二开关阵列以及第二电压监测单元连接。

2.一种锂电池组充放电均衡方法，其特征在于，

在锂电池组处于充电阶段时包括如下步骤：

S11)第一电压监测单元采集锂电池组的总电压和各个单体锂电池的电压并传输到中心控制单元，中心控制单元将各个单体锂电池的电压值与锂电池组的平均电压值进行对比，确定高电压单体锂电池；

S12)中心控制单元向第一开关阵列及第二开关阵列发出控制命令，使所述的高电压单体锂电池通过第一开关阵列以及第二开关阵列与耗散电阻连接导通，由耗散电阻对高电压单体锂电池的充电电流进行分流，减缓高电压单体锂电池的充电速度，实现锂电池组充电阶段的均衡化；

S13)当高电压单体锂电池与锂电池组中各单体锂电池的电压值基本一致时，中心控制单元控制第一开关阵列及第二开关阵列，使高电压单体锂电池与耗散电阻之间的连接断开，结束充电阶段的均衡；

在锂电池组处于放电阶段时包括如下步骤：

S21)第一电压监测单元采集锂电池组的总电压和各个单体锂电池的电压并传输到中心控制单元，中心控制单元将锂电池组中各单体锂电池的电压值进行对比，确定高电压单体锂电池和低电压单体锂电池；

S22)中心控制单元向第一开关阵列发出控制命令，使所述的高电压单体锂电池经由第一开关阵列与超级电容器连接导通，高电压单体锂电池对超级电容器进行充电，自身电压值逐渐降低；

S23)电流监测单元采集超级电容器和高电压单体锂电池之间的电流并传输到中心控制单元，当超级电容器与高电压单体锂电池之间的电流值接近为零时，中心控制单元向第一开关阵列发出控制命令，使高电压单体锂电池与超级电容器之间的连接断开；

S24)中心控制单元向第一开关阵列发出控制命令，使所述的低电压单体锂电池经由第一开关阵列与超级电容器连接导通，超级电容器对低电压单体锂电池进行充电，低电压单体锂电池上的电压值随之逐渐升高，同时温度监测单元对该低电压单体锂电池的温度进行采样并将采样数据传输给中心控制单元，

若采样温度值超过低电压单体锂电池可承受的最大温度值，则中心控制单元控制第一开关阵列，使其断开与超级电容器的连接，暂停对低电压单体锂电池进行充电，

若采样温度值未超过低电压单体锂电池可承受的最大温度值，则超级电容器继续给低电压单体锂电池充电；

S25)当超级电容器与低电压单体锂电池之间的电流值接近为零时，中心控制单元向第一开关阵列发出控制命令，使第一开关阵列断开低电压单体锂电池与超级电容器之间的连接；

S26)中心控制单元向第二开关阵列发出控制命令，使第二开关阵列连通超级电容器和耗散电阻，由耗散电阻开始消耗超级电容器的残余电量，同时第二电压监测单元对超级电容器进行采样并将采样数据传输给中心控制单元，

若超级电容器的电压值大于锂电池组平均电压值的四分之三，则耗散电阻会继续消耗超级电容器中的能量，

若超级电容器的电压值小于锂电池组平均电压值的四分之三，则中心控制单元向第二开关阵列发出控制命令，使第二开关阵列断开与超级电容器及耗散电阻的连接，在间隔一小段时间后重新对超级电容器的电压采样并进行判断。

3.根据权利要求2所述的锂电池组充放电均衡方法，其特征在于当锂电池组中存在有单体锂电池通过第一开关阵列与超级电容器连接导通时，所述的第二开关阵列断开超级电容器与耗散电阻之间的连接。