[發明專利]一種基于電感儲能的串聯電池組充放電均衡電路

無效

• 申請號: 201210312049.1
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102832667A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 康龍云;楊會州;趙先嫻;朱洪波
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種電池均衡技術，尤其是一種混合動力電動汽車或純電動汽車或蓄能電站的蓄能裝置的電池管理系統的均衡電路。

背景技術

串聯電池在經過多個充放電循環后，各電池單元模塊的剩余容量（SOC,State?of?Charge）的分布大致會出現三種情況：（1）個別電池單元模塊的剩余容量（SOC,State?of?Charge）偏高；（2）個別電池單元模塊的剩余容量（SOC,State?of?Charge）偏低；（3）個別電池單元模塊的剩余容量（SOC,State?of?Charge）偏高和個別電池單元模塊的剩余容量（SOC,State?of?Charge）偏低。

針對上述三種情況，國內外的研究者均提出了自己的解決方案。如針對情況（1），有研究者提出了并聯電阻分流法，它通過控制相應的開關將剩余容量（SOC,State?of?Charge）偏高的電池的能量通過電阻消耗掉，該方法將能量白白浪費掉，并且在均衡的過程中產生了大量的熱，增加了電池熱管理的負荷。也有研究者提出了雙向DC-DC均衡法，同軸變壓器均衡法等均衡電路，這些電路都采樣了變壓器，使得均衡電路的成本增加。

目前鋰離子電池組均衡控制的方法，由均衡過程中電路對能量的消耗情況，可分為能量耗散型和能量非耗散型兩大類。按照均衡功能分類，可分為充電均衡、放電均衡和動態均衡。充電均衡是指在充電過程中的均衡，一般是在電池組單體電壓達到設定值時開始均衡，減小充電電流從而防止過充電。放電均衡是在放電過程中的均衡，通過向剩余能量（SOC,State?of?Charge)低的單體電池補充能量來防止過放電。動態均衡方式結合了充電均衡和放電均衡的優點，在整個充放電過程中對電池組進行均衡，避免了單一均衡中的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用在串聯電池組的電池管理系統中的基于電感儲能的串聯電池組充放電均衡電路，保證電池在充電和放電過程中不出現過充電和過放電，改善串聯電池組不均衡的現象，提高電池組的可用容量，減少串聯電池組的維修和更換，延長電池組的使用壽命，降低混合動力汽車、電動汽車和蓄能電站的成本。

為了實現上述目的，本發明通過下述技術方案予以實現。

一種基于電感儲能的串聯電池組充放電均衡電路，所述串聯電池組包括三個以上串聯連接的電池單元模塊，所述充放電均衡電路包括三個以上的均衡子電路，每一個電池單元模塊均各自連接有一個均衡子電路，所述串聯電池組具有正端（VCC）和負端（GND），以所述串聯電池組中的一個連接點N為分界點，所述串聯電池組正端（VCC）到連接點N之間的電池單元模塊為前部分，連接點N到串聯電池組負端（GND）之間的電池單元模塊為后部分，前部分中電池單元模塊的個數最多比后部分電池單元模塊的個數多一個，前部分的電池單元模塊稱為奇電池，后部分的電池單元模塊稱為偶電池，與奇電池相連接的均衡子電路稱為奇均衡子電路，與偶電池相連接的均衡子電路稱為均衡子電路；前部分串聯電池單元模塊以連接點N為起點，串聯電池組正端（VCC）為終點，順次將電池單元模塊記為第一奇電池B₁、第二奇電池B₃、第三奇電池B₅，依此順次命名，與串聯電池組正端（VCC）相連接的電池單元模塊為第????????????????????????????????????????????????奇電池B_i；后部分串聯電池單元模塊以連接點N為起點，串聯電池組負端（GND）為終點，順次將電池單元模塊記為第一偶電池B₂、第二偶電池B₄、第三偶電池B₆，依此順次命名，與串聯電池組負端（GND）相連接的單元電池為第偶電池B_?j，j為正偶數；所述奇電池的正端連接奇均衡子電路的上橋臂MOS管Q_u的漏極a，負端連接奇均衡子電路的儲能電感L的第二端e；所述偶電池的正端連接偶均衡子電路的儲能電感L的第二端e，負端連接下橋臂MOS管Q_d的漏極d。