[發明專利]一種適用于串聯鋰離子電池組的多相交錯變換器

有效

• 申請號: 201910544843.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110323803B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 魏業文;戴帥龍;劉寶山;閔澤宇;藍媛;張笑怡;張婧宇;吳昶
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/158
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種適用于串聯鋰離子電池組的多相交錯變換器，其特征在于包括：

n節電池；n-1個均衡單元EC；

電池B_i(i＝1，2，…，n)的負極與電池B_i+1的正極相連，構成n節首尾相互連接的串聯電池組；

均衡單元EC_i(i＝1，2，…，n-1)中的上開關管S_Hi(i＝1，2，…，n-1)的漏極連接到串聯電池組的正極母線上，下開關管S_Li(i＝1，2，…，n-1)的源極連接到串聯電池組的負極母線上，上開關管S_Hi(i＝1，2，…，n-1)的源極、下開關管S_Li(i＝1，2，…，n-1)的漏極與電感L_i(i＝1，2，…，n-1)的一端相連，電感L_i(i＝1，2，…，n-1)的另一端連接到串聯電池組中電池B_i(i＝1，2，…，n)負極與B_i+1(i＝1，2，…，n)正極連線中；

基于上述多相交錯變換器的串聯鋰離子電池組電量均衡方法，包括以下步驟：

首先，通過外圍檢測電路得到電池組中每個單體電池的電壓，從而計算出均衡后每個單體電池的電壓即求當前電池組中所有單體電池電壓的平均值；

然后，當前每個單體電池的電壓與均衡后，每個單體電池的電壓的差值構成n行1列的矩陣Q_Δ,在一個工作周期內，設每個均衡單元EC_i的工作時間為t_i，并規定當t_i0時表示EC_i中上開關管S_Hi導通，t_i0時EC_i中表示下開關管S_Li導通，由此得到一個n行1列的矩陣T；然后當均衡單元在一個開關循環期間工作時，每個電池的能量變化的比值構成矩陣Δq_n；

在均衡單元EC₁中，在矩陣Δq_n中，q(1,1)＝-1表示從電池B₁向電感L₁傳遞一個單位能量，q(2,1)＝q(3,1)＝…＝q(n，1)＝1/(n-1)表示從電池B₂到電池B_n吸收一個單位能量的1/(n-1)；同樣，在矩陣Δq_n中，q(2,1)＝q＝-1/2表示電池B₁和電池B₂將一個單位能量的一半轉移到電感L₂，q(3,2)＝q(4,2)＝…＝q(n,2)＝1/(n-2)表示從電池B₃到電池B_n吸收單位能量的1/(n-2)，以此類推能夠得n行(n-1)列矩陣Δq_n；

最后，由能量守恒定律得到矩陣方程Δq_nT＝Q_Δ，求解該矩陣方程，得到在一個工作周期內每個均衡單元需要工作的時間，即而達到快速均衡電池組電量的效果。

2.根據權利要求1所述一種適用于串聯鋰離子電池組的多相交錯變換器，其特征在于：

均衡單元電路EC包括：反并聯有二極管D_H的開關管S_H，反并聯有二極管D_L的MOS管S_L，電感L，兩節鋰離子電池B_H、B_L；均衡單元電路EC連接關系為：

電池B_L的正極與電池B_H的負極相連，開關管S_H的漏極連接到開關管B_H的正極，開關管S_L的源極連接到開關管B_L的負極，開關管S_H的源極、S_L的漏極、電感L一端相連接，電感L另一端、電池B_H的負極、B_L的正極相連接。