[发明专利]一种串联电池组模块化分层均衡控制方法

权利要求书

1.一种串联电池组模块化分层均衡控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：将串联电池组模块化，电池组包括串联的多个电池单体，把电池组模块化分为底层模块和顶层模块，多个串联电池单体作为一个底层模块，多个底层模块组成一个顶层模块；

S2：各底层模块中，在前两节串联单体电池之间设有一个均衡单元，作为第一级均衡；前两节电池单体组成的新的电池单元与第三节电池单体之间设有一个均衡单元，作为第二级均衡；前三节电池单体组成的新的电池单元与第四节电池单体之间设有一个均衡单元，作为第三级均衡；

S3：顶层模块中，将各底层模块通过与一个顶层均衡单元选择性连接；

S4：对底层模块中各电池单体荷电状态SOC进行估算，判断电池荷电状态SOC的差值是否在设定的阈值范围内从而控制对应的可控开关的通断，开启相应的均衡；

S5：计算各底层模块电池单元的荷电状态SOC平均值和串联电池组荷电状态SOC平均值，判断各底层模块电池单元的荷电状态SOC平均值与串联电池组荷电状态SOC平均值之间的差值是否在提前设定的阈值范围内，从而控制可控开关对相应的底层模块电池单元进行充电或放电均衡。

2.根据权利要求1所述的一种串联电池组模块化分层均衡控制方法，其特征在于，步骤S2中，每一个均衡单元包括串联的两个可控MOSFET管和一个电感器，串联的两个可控MOSFET管连接到电池单元中串联的至少两节电池单体的两端，一个电感器连接在两个可控MOSFET管之间的节点与至少两节电池单体的中间节点之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种串联电池组模块化分层均衡控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述顶层均衡单元由一个隔离双向DC-DC变换器组成，外接一个辅助电源作为储能器件，每个底层模块电池单元的正极通过一个可控开关连接至隔离双向DC-DC变换器的一端，每个底层模块电池单元的负极通过另一个可控开关连接至隔离双向DC-DC变换器的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种串联电池组模块化分层均衡控制方法，其特征在于，步骤S4中，具体为：通过各底层模块中的从控制器和采样电路对电池单体状态进行采集并估算出电池荷电状态SOC；判断第一、二、三级均衡中电池单体与电池单体之间或电池单体与电池单元之间的荷电状态SOC差值是否在提前设定的阈值范围内，若荷电状态SOC差值大于提前设定的阈值，则开启相应的均衡；若荷电状态SOC差值小于提前设定的阈值，则不开启相应的均衡。

5.根据权利要求4所述的一种串联电池组模块化分层均衡控制方法，其特征在于，步骤S5中，具体为：通过顶层模块中的主控制器接收从控制器估算出的荷电状态SOC值并进行进一步计算和判断，若底层模块电池单元的荷电状态SOC平均值与串联电池组荷电状态SOC平均值之间的差值大于提前设定的阈值，则控制可控开关使相应的底层模块电池单元与隔离双向DC-DC变换器连接，此时能量在该底层模块与外部辅助电源间进行双向转移；若底层模块电池单元的荷电状态SOC平均值与串联电池组荷电状态SOC平均值之间的差值小于提前设定的阈值，则不需要开启该底层模块电池单元的充放电均衡。