[发明专利]一种电池均衡电路中开关管寄生参数回路识别与抑制方法

说明书

本发明公开了一种电池均衡电路中开关管寄生参数回路识别与抑制方法。所述自定义符号连接矩阵回路识别方法包括以下步骤：根据电池均衡电路拓扑画出有向图；通过自定义符号方法得到相应的广义连接矩阵；根据计算广义连接矩阵的代数余子式，获得均衡器所有均衡路径；根据所获的所有均衡路径，与正常的工作路径进行对比分析，依次剔除虚假路径和重复路径。本发明能够根据自定义符号方法所得的广义连接矩阵确定虚假和重复路径，进而利用一种开关管寄生参数的抑制方法降低潜在路径对均衡器的影响。本发明解决了电池均衡器中由于潜在路径引起的效率低、速度慢的问题，最大化均衡器的能量利用率，延长了电池寿命。

技术领域

本发明涉及均衡电路技术领域，具体涉及一种电池均衡电路中开关管寄生参数回路识别与抑制方法。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、无记忆效应、无污染、低自放电率等优点，广泛地应用在不间断电源、电动汽车以及分布式发电等相关领域。锂离子电池的单体电压一般较低，为了满足电动汽车电压和功率的需求，实际应用中通常需要几十节甚至上百节串联起来构成合适电压等级的串联电池组使用，但由于锂离子电池受制造工艺、环境温度等影响，单体电池的容量、等效串联内阻、自放电率等诸多参数都存在差异，这种差异会使得串联电池组在实际的工作过程中出现单体电压失衡，而由于在充电和放电两种工作条件下，串联电池组的有效容量取决定于电池组内容量最小单体，因此单体电压的失衡会导致整个电池组的有效容量降低。此外，电池组在充放电时容易出现单体的过充和过放，会加剧电池组参数的不一致性，导致电池组容量下降、效率降低、寿命缩短，更有甚者会引发起火爆炸。因此，对于串联电池组来说，电池均衡器是均衡电池电压以最大化电池组的可用工作范围并延长电池循环寿命所必需的。此外，均衡器对于电池组的成本降低也是有益的，引入均衡器后，电池一致性的严格要求可以降低，进而降低电池采购成本。

目前存在的均衡拓扑种类繁多，按照均衡拓扑中是否存在有源器件可以分为无源均衡拓扑结构和有源均衡拓扑结构。无源均衡拓扑结构是指均衡电路中仅含有无源器件，多余的能量通过无源器件转移或者消耗，从而实现电池组能量一致的均衡拓扑，具体为将电池单体多余的能量通过电阻放电消耗掉，因此存在效率低和热管理等问题。有源均衡拓扑结构是指均衡电路中包含有源器件，多余能量通过有源器件构成的回路在单体电池间转移，进而实现能量一致的均衡拓扑结构，即通过使用电容、电感或变压器以实现能量的存储于释放，该方法克服了无源均衡过程中的热能损失，因此损耗较低、效率较高。

但无论是无源均衡拓扑结构还是有源均衡拓扑结构，现有的均衡器普遍使用大量的开关管，而开关管具有的寄生参数会导致均衡器在应用过程中发生不可避免的影响，这种现象的存在会导致电路的工作效率降低，电路容易出现不稳定的情况，严重时甚至会出现电路故障问题，降低了用户的使用体验。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种电池均衡电路中开关管寄生参数回路识别与抑制方法。

具体地，所述方法包括以下步骤：

S1、通过自定义符号连接矩阵回路识别方法识别潜在电路路径；

S2、发现潜在电路路径并找出对应的模态；

S3、建立潜在电路路径模型对均衡器在均衡效率、均衡速度等方面产生的影响；

S4、利用一种电池均衡电路中开关管寄生参数的抑制方法降低潜在电路路径模型对均衡器产生的影响。

优选地，S1包括以下步骤：

S1.1、根据不同的均衡电路拓扑画出与之对应的有向图；

S1.2、通过自定义符号的方法得到相应的广义连接矩阵；

S1.3、计算广义连接矩阵的代数余子式，获得所有均衡路径；