[發明專利]一種并聯電池簇的自適應電流控制電路的控制與設計方法

在審

• 申請號: 202210295324.7
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114784898A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 馬智遠;莫文雄;王勇;許中;欒樂;周凱;徐碩;崔屹平;彭和平
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 杜柱東

本發明公開了一種并聯電池簇的自適應電流控制電路的控制與設計方法，當不同并聯電池簇之間出現電流或者荷電狀態不均衡時，根據上級控制指令控制并聯電池簇均衡電路的電流流向，控制部分并聯回路的功率通過并聯電池簇均衡電路傳遞給其他并聯回路，從而實現各個電池簇之間的環流抑制和荷電狀態的均衡控制；均衡控制后根據電感電流紋波率以及電容電壓紋波率，得出并聯電池簇雙向變換器輸出電感以及串聯電容的參數；同時根據雙向變換器開關管電壓電流應力對開關管進行選型。本發明方法降低輸出電感電流以及串聯電容電壓紋波率，從而更好地實現并聯電池簇環流抑制和荷電狀態均衡。

技術領域

本發明屬于汽車動力電池技術領域，具體涉及一種并聯電池簇的自適應電流控制電路的控制與設計方法。

背景技術

目前電動汽車技術以及混合動力汽車技術發展迅速，其動力源采用的是將多個電池簇并聯在一起從而為汽車供電，因此再此系統中電池的狀態檢測就會顯得尤為重要。因為電池在充放電過程中會由于物理特性的變化導致各電池簇的一致性降低，造成電池簇性能的惡劣甚至損壞，大大降低電池簇的使用壽命。

同時由于電池在生產過程中電壓的差異、物理外特性的差異回給后續電池系統的控制帶來諸多問題，以及由于長時間電池系統工作在不相等的電流模式下導致后期電池系統的能量差異逐漸變大，以致電池系統能量使用率急速下降，因此開發電池均衡系統并且對電池均衡系統設計非常有必要。

電池內部自身進行電池均衡過程緩慢，而且會收到電池外輸出特性的影響。而人工采用均衡設備進行均衡會耗費大量人力、財力而且效率低下，整體均衡時間較長。主動均衡采用芯片設計要求高，管理系統成本高昂，因此均不太適合高效率的電池均衡。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出一種并聯電池簇的自適應電流控制電路的控制與設計方法，降低輸出電感電流以及串聯電容電壓紋波率，從而更好地實現并聯電池簇環流抑制和荷電狀態均衡。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種并聯電池簇的自適應電流控制電路的控制與設計方法，并聯電池簇均衡電路拓撲由電池簇、串聯電容、雙向變換器和雙向DC/DC變換器構成；控制方法為，當不同并聯電池簇之間出現電流或者荷電狀態不均衡時，根據上級控制指令控制并聯電池簇均衡電路的電流流向，控制部分并聯回路的功率通過并聯電池簇均衡電路傳遞給其他并聯回路，從而實現各個電池簇之間的環流抑制和荷電狀態的均衡控制；

均衡控制后根據電感電流紋波率以及電容電壓紋波率，得出并聯電池簇雙向變換器輸出電感以及串聯電容的參數；同時根據雙向變換器開關管電壓電流應力對開關管進行選型。

進一步的，雙向變換器為帶有負載短路開關的復合斬波電路。

進一步的，環流抑制和荷電狀態的均衡控制具體為：

并聯電池簇均衡電路則會根據上級指令得知每一電池簇的參考值電流，之后根據電流參考值與該電池簇實際輸出電流值的大小關系控制對應串聯電容輸出電壓的極性，從而控制并聯回路之間功率的流動方向，將部分并聯回路的功率通過雙向變換器和中間母線傳遞給其他并聯回路，實現各個電池簇的環流抑制或荷電狀態均衡。