[發明專利]一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲及控制方法

有效

• 申請號: 202011209133.1
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112350403B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 商云龍;王孝乾;張承慧;段彬;張奇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/335
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲及控制方法，包括：由開關管組成的半橋結構，所述半橋結構的每一個開關管兩端均并聯輸入電容；若干電池單體串聯后與半橋結構并聯連接；每一個電池單體的兩端均并聯變壓器的次級線圈，變壓器的初級線圈串聯電容構成陷波器，所述陷波器的兩端分別連接到半橋結構的中點和輸入電容的中點；各電池單體對應的陷波器并聯連接。本發明采取半橋結構的LC串聯諧振拓撲，用LC串聯諧振結構代替了以往主動均衡電路中的開關管，電路使用的開關管數量大大降低，減小了電路體積，降低了電路制作成本。

技術領域

本發明涉及電池管理技術領域，尤其涉及一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲及控制方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

鋰離子電池由于充電效率高、能量密度大而得到廣泛應用。一個鋰離子電池組是由許多鋰離子電池單體串并聯組成的，但是由于電池單體之間存在著不一致性，導致了這些單體在容量、內部阻抗和老化程度等方面的不同。這些不一致性又會加速整個電池的老化，降低整個電池的可用容量，因此需要對電池進行均衡。均衡方法大致分為被動均衡與主動均衡兩類。其中，被動均衡能量耗散大，逐漸被主動均衡所取代，而主動均衡又存在了控制策略復雜、控制開關器件數量過多的問題。

發明內容

本發明的目的是解決傳統電池主動均衡方案中存在的控制策略復雜、控制開關器件過多的問題。

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲及控制方法，能夠改變以往控制大量的開關器件的開關的局面，大大降低了控制策略的復雜度。

在一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲，包括：

由開關管組成的半橋結構，所述半橋結構的每一個開關管兩端均并聯輸入電容；若干電池單體串聯后與半橋結構并聯連接；

每一個電池單體的兩端均并聯變壓器的次級線圈，變壓器的初級線圈串聯電容構成陷波器，所述陷波器的兩端分別連接到半橋結構的中點和輸入電容的中點；各電池單體對應的陷波器并聯連接。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲控制方法，包括：需要進行電池均衡時，控制半橋結構中開關管的開關頻率為電壓最低的電池單體所連接的陷波器的串聯諧振頻率；當初級側電壓達到設定的值后，次級側導通，從而為所述的電池單體進行充電，實現電池均衡。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種儲能系統，包括若干電池組，所述電池組采用上述的基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種儲能管理系統，采用上述的基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲控制方法，對每一個電池組進行均衡控制。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種終端設備，其包括處理器和計算機可讀存儲介質，處理器用于實現各指令；計算機可讀存儲介質用于存儲多條指令，所述指令適于由處理器加載并執行上述的基于半橋結構和陷波器的電池均衡拓撲控制方法。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)由于采取半橋結構的LC串聯諧振拓撲，用LC串聯諧振結構代替了以往主動均衡電路中的開關管，電路使用的開關管數量大大降低，減小了電路體積，降低了電路制作成本。

(2)通過選擇不同的L、C參數可選擇均衡電路的均衡頻率，提高均衡效率，均衡速度快。