[發(fā)明專利]一種并聯(lián)充電和選擇性單體電池放電均衡的均衡電路及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810574425.1
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108583347B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉紅銳;李博;杜春峰;陳仕龍
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B60L58/18
• 分類號: B60L58/18;B60L58/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)充電和選擇性單體電池放電均衡的均衡電路及其控制方法，本發(fā)明均衡電路由電池組、DC/DC變換器、帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)、總線開關(guān)Ksubgt;1/subgt;、總線開關(guān)Ksubgt;2/subgt;、總線開關(guān)Psubgt;1/subgt;、總線開關(guān)Psubgt;2/subgt;、開關(guān)Qsubgt;1/subgt;、開關(guān)Qsubgt;2/subgt;、開關(guān)Qsubgt;3/subgt;、開關(guān)Qsubgt;4/subgt;構(gòu)成。本發(fā)明可以實現(xiàn)并聯(lián)充電，當任意一個單體電池達到設定的截止電壓時便將該單體電池隔離出充電電路，最終所有單體電池都因達到所設定的充電截止電壓而停止充電從而達到強制均衡目的。放電均衡采用電池組并聯(lián)一個DC/DC變換器給電池組中SOC最低的單體電池進行均衡，放電時可以有效減小各個單體電池之間的不一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種并聯(lián)充電和選擇性單體電池放電均衡的均衡電路及其控制方法，屬于電力電子技術(shù)和蓄電池組能量均衡管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，環(huán)境問題和能源危機日趨嚴重，尤其是石油，煤炭等化石燃料的過度開采和使用，致使溫室效應加劇，且這些一次能源是不可再生的，也面臨枯竭的問題。人類的可持續(xù)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在當今經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代下，汽車成為主要交通工具的同時，加速了化石能源的消耗，加劇了環(huán)境的惡化。為了解決這些問題，各個國家都在尋求可再生能源和清潔能源。在車領(lǐng)域，像特斯拉、寶馬、奧迪、BYD、等等都在大力發(fā)展電動汽車。然而對于電動汽車最為關(guān)鍵的技術(shù)便是儲能，電能的儲存能力直接制約著電動汽車行業(yè)的發(fā)展。隨著電池及電池管理技術(shù)的飛速發(fā)展，鋰離子電池具有能量密度大、標稱電壓相對較高、無記憶效應、無污染等優(yōu)點受到了市場的青睞，被廣泛應用于電動汽車的儲能當中。

為了滿足驅(qū)動電動汽車電機電壓和電流的要求，不得不把大量的單體鋰離子電池串聯(lián)起來使用。但由于1、電池在制作過程中，由于工藝等原因，同批次電池的容量、內(nèi)阻等存在差異；2、電池自放電率的不同，長時間的積累，造成電池容量的差異；3、電池使用過程中，使用環(huán)境如(溫度、電路板的差異等等)導致電池容量的差異。等等這些原因都會造成電池組中單體電池之間的不一致性。串聯(lián)電池組的容量又受到最小單體電池容量的影響，總之各個單體電池間的不均衡不僅會使儲存電量的減少還會使電池組的使用壽命縮短，因此不得不對電池組進行能量均衡管理，目前均衡方法的均衡效率還普遍偏低，非能量耗散型的均衡控制又比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對電動汽車車載鋰離子動力電池系統(tǒng)中大量串聯(lián)的鋰離子單體電池之間能量不一致的問題，本發(fā)明提供了一種并聯(lián)充電和選擇性單體電池放電均衡的均衡電路及其控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種并聯(lián)充電和選擇性單體電池放電均衡的均衡電路，由電池組、DC/DC變換器、帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)、總線開關(guān)K₁、總線開關(guān)K₂、總線開關(guān)P₁、總線開關(guān)P₂、開關(guān)Q₁、開關(guān)Q₂、開關(guān)Q₃、開關(guān)Q₄構(gòu)成；

所述電池組由n個單體電池C_i組成，所述帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)由n個帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)M_i、n個帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)N_i、n-1個帶反并聯(lián)二極管的Mosfet開關(guān)S_j組成；其中，j＝1,2,3...,n-1，i＝1,2,3...,n；