[发明专利]一种串联锂离子电池并联、旁路充电均衡系统及其控制方法

摘要

本发明涉及一种串联锂离子电池并联、旁路充电均衡系统及其控制方法，属于电力电子技术和蓄电池组能量均衡管理技术领域。本发明对于由n＝2m个单体电池Cy,y＝1,2…n组成的电池组，均衡系统的电路拓扑由m层开关N和n‑1个开关Qx,x＝1,2…n‑1组成。本发明可以实现单体电池的并联充电均衡和单体电池的旁路充电均衡。在电池并联充电均衡的各个阶段，电池组电压为串联电池组的1/2，电流为串联电池组的2倍，充电电源容易控制。本发明拓扑电路原理简单，所有开关处于接通或断开状态，无需高频脉宽调制，电路损耗小，电路变换灵活。同时，本发明可以实现并联均衡和旁路混合均衡，满足不同的均衡要求。

主权项

1.一种串联锂离子电池并联、旁路充电均衡系统，其特征在于：对于由n＝2m个单体电池Cy,y＝1,2…n组成的电池组，均衡系统的电路拓扑由m层开关N和n-1个开关Qx,x＝1,2…n-1组成；所述m层开关包括第一层开关N11,N12,N13,…,N12m；第二层开关N21,N22,N23,…,N22m-1；第三层开关N31,N32,…,N32m-2；…；第m层开关Nm1,Nm2m-(m-1)；所述开关Qx的源极S与单体电池Cx的负极相连，开关Qx的漏极D与单体电池Cx+1的正极相连；第一层开关N1i和N1j，奇数开关N1i的漏极D与单体电池Ci的正极相连，偶数开关N1j的漏极D与单体电池Cj-1的负极相连，奇数开关N1i的源极S与单体电池Ci+1的正极相连，偶数开关N1j的源极S与单体电池Cj的负极相连；第二层开关N2i和N2j，奇数开关N2i序号从小到大排列，其开关的漏极D依次与单体电池C1、C5、C9、…、Cn-22+1的正极相连，其开关的源极S依次与单体电池C3、C7、C11…、Cn-22+1+21的正极相连，偶数开关N2j序号从小到大排列，其开关的漏极D依次与单体电池C2、C6、C10、…、Cn-22+21的负极相连，其开关的源极S依次与单体电池C4、C8、C12…、Cn的负极相连；第三层开关N3i和N3j，奇数开关N3i序号从小到大排列，其开关的漏极D依次与单体电池C1、C9、C17、…、Cn-23+1的正极相连，其开关的源极S依次与单体电池C5、C13、C21…、Cn-23+1+22的正极相连，偶数开关N3j序号从小到大排列，其开关的漏极D依次与单体电池C4、C12、C20、…、Cn-23+22的负极相连，其开关的源极S依次与单体电池C8、C16、C24…、Cn的负极相连；...；第m层开关Nm1和Nm2，其开关Nm1的漏极D与单体电池Cn-2m+1的正极相连，开关Nm1的源极S与单体电池Cn-2m+1+2m-1的正极相连，开关Nm2的漏极D与单体电池Cn-2m+2m-1的负极相连，开关Nm2的源极S与单体电池Cn的负极相连；其中，i为1～2m之间的奇数，j为1～2m之间的偶数。