[發明專利]一種串聯鋰離子電池組P-C-C-P均衡器及其控制方法

在審

• 申請號: 201810052945.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108110344A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 劉紅銳;杜春峰;李博;陳仕龍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種串聯鋰離子電池組P-C-C-P均衡器，其特征在于：對于由n個單體電池串聯組成的電池包/組，均衡器由4n個帶反并聯二極管的MOSFET功率開關管，1個主控開關M，2個二極管D，1個電容C和一個反激式變壓器T組成；其中，4n個帶反并聯二極管的MOSFET功率開關管包括上層功率開關Q和下層功率開關S，上層功率開關Q由Q1i及Q2i組成，下層功率開關S由S1i及S2i組成；

所述功率開關Q1i的一端與單體電池Celli的正極相連，功率開關Q1i的另一端共同引出一條引線與二極管D2的陽極相連；功率開關Q2i的一端與單體電池Celli的正極相連，功率開關Q2i的另一端共同引出一條引線與二極管D1的陰極相連；功率開關S1i的一端與單體電池Celli的負極相連，功率開關S1i另一端共同引出一條引線與主控開關M的一端相連；功率開關S2i的一端與單體電池Celli的負極相連，功率開關S2i另一端共同引出一條引線與反激式變壓器T的副邊繞組W2一端相連；反激式變壓器T的副邊繞組W2的另一端與二極管D1的陽極相連，反激式變壓器T的原邊繞組W1的一端與主控開關M的另一端相連，反激式變壓器T的原邊繞組W1的另一端與二極管D2的陰極和電容C的一端相連，電容C的另一端與主控開關M的另一端相連；

其中，i＝1,2,3…,n。

2.根據權利要求1所述的串聯鋰離子電池組P-C-C-P均衡器，其特征在于：所述上層功率開關Q、下層功率開關S和主控開關M均為N溝道MOSFET。

3.一種控制權利要求1-2中任一項所述的串聯鋰離子電池組P-C-C-P均衡器的方法，其特征在于：所述串聯鋰離子電池組P-C-C-P均衡器采用P-C、C-C和C-P三種不同的均衡策略：當電池組采用P-C均衡策略時，均衡能量轉移方式為電池包/組到單體電池；當電池組采用C-C均衡策略時，均衡能量的轉移方式為單體電池到單體電池；當電池組采用C-P均衡策略時，均衡能量的轉移方式為單體電池到電池包/組；在電池組的均衡中，根據電池包/組和單體電池的狀態選擇不同的均衡策略。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：當電池組采用P-C均衡策略時，均衡能量從電池包/組轉移到單體電池Celli中；均衡時，控制Q11和S1n處于導通狀態，選通電池包/組；控制Q2i和S2i處于導通狀態，選通單體電池Celli，并對主控開關M進行PWM控制；當主控開關M導通時，電池包/組中的能量轉移到反激式變壓器T的原邊繞組W1中；當主控開關M關斷時，儲存在反激式變壓器T的原邊繞組W1中的能量經反激式變壓器T的副邊繞組W2轉移到單體電池Celli中；均衡后，使單體電池Celli的能量和電池包/組中其余單體電池的能量一致其中，i＝1,2,3…,n。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：當電池組采用C-C均衡策略時，均衡能量從單體電池Cellx轉移到單體電池Celly中；均衡時，控制Q1x和S1x處于導通狀態，選通單體電池Cellx；控制Q2y和S2y處于導通狀態，選通單體電池Celly，并對主控開關M進行PWM控制；當主控開關導通時，單體電池Cellx中的能量儲存在反激式變壓器T的原邊繞組W1中；當主控開關M關斷時，儲存在反激式變壓器T的原邊繞組W1中的能量經反激式變壓器T的副邊繞組W2轉移到單體電池Celly中；均衡后，使單體電池Cellx和單體電池Celly的能量一致；其中，x＝1,2,3,…,n；y＝1,2,3,…,n。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：當電池組采用C-P均衡策略時，均衡能量從單體電池Celli轉移到電池包/組中；均衡時，控制Q1i和S1i處于導通狀態，選通單體電池Celli；控制Q21和S2n處于導通狀態，選通電池包/組，并對主控開關M進行PWM控制；當主控開關M導通時，單體電池Celli中的能量轉移到反激式變壓器T的原邊繞組W1中；當主控開關M關斷時，儲存在變壓器T的原邊繞組W1中的能量經反激式變壓器T的副邊繞組W2轉移到電池包/組中；均衡后，單體電池Celli的能量與電池包/組中其它單體電池的能量一致；其中，i＝1,2,3…,n。