[發明專利]一種電池組在線均衡及核容的裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201810844223.4
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108808804B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 梅成林;張威;趙兵;趙偉;曾杰;溫愛輝;劉瑋;劉水
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01R31/396
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

1.一種電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，包括：串聯電池組、多個第一開關管、多個第二開關管、直流充電單元、被動均衡單元、主動均衡單元、電壓檢測電路、驅動電路和控制器；

串聯電池組由Q個單體電池串聯組成，Q為正整數；

單體電池與第一開關管和第二開關管為一一對應的關系，每一個單體電池的正極與其對應的第一開關管的第一端電連接，每一個單體電池的負極與其對應的第二開關管的第一端電連接，各個第一開關管的第二端組成結點P，各個第二開關管的第二端組成結點N，各個第一開關管和第二開關管的控制端分別通過驅動電路與控制器的第一端電連接；

主動均衡單元由第一可控開關、主動電容和主動電感串聯組成，直流充電單元由第二可控開關和充電子單元串聯組成，被動均衡單元由第三可控開關和發熱電阻串聯組成，主動均衡單元、直流充電單元和被動均衡單元的第一端均與結點P電連接，主動均衡單元、直流充電單元和被動均衡單元的第二端均與結點N電連接，第一可控開關、第二可控開關和第三可控開關的控制端分別與控制器的第二端電連接；

電壓檢測電路的電壓輸入端分別對各個單體電池的電壓值采樣檢測，電壓檢測電路的輸出端與控制器的第三端電連接；

還包括：保險絲；

保險絲設置于各個單體電池與第一開關管和第二開關管之間，第i個保險絲的第一端與第i個單體電池的正極電連接，第i個保險絲的第二端與第i個第一開關管的第一端和第i-1個第二開關管的第一端電連接，i為大于1且小于或等于Q的正整數；

第一個保險絲的第一端與第一個單體電池的正極電連接，第一個保險絲的第二端與第一個第一開關管的第一端電連接，第Q+1個保險絲的第一端與第Q個單體電池的負極電連接，第Q+1個保險絲的第二端與第Q個第二開關管的第一端電連接；

充電子單元具體為DC-DC變換器；

DC-DC變換器的第一直流輸入端與直流母線正極電連接，DC-DC變換器的第二直流輸入端與直流母線負極電連接，DC-DC變換器的第一直流輸出端與第二可控開關的第一端電連接；

第二可控開關的第二端為直流充電單元的第一端，DC-DC變換器的第二直流輸出端為直流充電單元的第二端。

2.根據權利要求1所述的一種電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，第一開關管和第二開關管均為MOS管，第一開關管和第二開關管的第一端為MOS管的漏極，第一開關管和第二開關管的第二端為MOS管的源極，第一開關管和第二開關管的控制端為MOS管的柵極。

3.根據權利要求1所述的一種電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，第一開關管和第二開關管均為雙極型晶體管，第一開關管和第二開關管的第一端為雙極型晶體管的集電極，第一開關管和第二開關管的第二端為雙極型晶體管的發射極，第一開關管和第二開關管的控制端為雙極型晶體管的基極。

4.根據權利要求1所述的一種電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，控制器具體為CPU。

5.根據權利要求1所述的一種電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，單體電池為鉛酸電池、鋰電池和鎳氫電池任意一種。

6.一種電池組在線均衡及核容的控制方法，用于權利要求1至5中任意一項所述的電池組在線均衡及核容的裝置，其特征在于，包括：

S1：獲取各個單體電池的電壓值并計算各個電壓值的實際離散度和實際平均電壓，獲取電池組的工作狀態，當電池組為充電狀態時，執行步驟S2，當電池組為放電狀態時，執行步驟S3，當電池組為核容狀態時，執行步驟S4；

S2：判斷實際離散度是否小于預置離散度閾值，若是，通過主動均衡單元控制電壓值最高的單體電池對電壓值最低的單體電池充電，若否，則判斷實際平均電壓是否大于第一預置電壓閾值，若是，則通過被動均衡單元對電壓值最高的單體電池放電，若否，則通過直流充電單元對電壓值最低的單體電池充電；

S3：判斷實際電壓平均是否小于第二預置電壓閾值，若是，則通過主動均衡單元控制電壓值最高的單體電池對電壓值最低的單體電池充電；

S4：通過被動均衡單元對待核容的單體電池進行恒流放電并計算待核容電池的放電容量。