[发明专利]动力锂离子电池组的主动均衡系统及均衡方法

权利要求书

1.动力锂离子电池组的主动均衡系统，其特征在于包括：电池模块（1）、矩阵控制电路（4）、DC/DC单元（6）、PWM控制单元(5)、主控单元(3)、电压温度采样单元(2)；所述电池模块（1）由若干个单体电池串联组成，电池模块（1）内的所有单体电池两端均与电压温度采样单元（2）相连；所述矩阵控制电路（4）包括若干个可控开关，电池模块（1）内任意单体电池两端的可控开关与DC/DC单元（6）相连，DC/DC单元（6）与PWM控制单元（5）相连，PWM控制单元（5）与主控单元（3）相连，主控单元（3）还与矩阵控制电路（4）、电压温度采样单元（2）连接。

2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池组的主动均衡系统，其特征在于，所述DC/DC单元（6）包括：变压器T1、开关管 Q1、开关Sa、开关管Q2、开关Sb；所述变压器T1的初级线圈接有开关管Q1、整流二极管R1及与整流二极管R1并联的可控开关Sa；所述变压器T1的次级线圈接有开关管Q2、整流二极管R2及与整流二极管R2并联的可控开关Sb；电池模块（1）内任意单体电池的正极端、负极端均设有可控开关，开关Sa与任意单体电池正极端的可控开关连接，开关管Q1与任意单体电池负极端的可控开关连接；开关Sb与电池模块（1）的正极连接，开关管Q2与电池模块（1）的负极连接，电池模块（1）的负极接地；主控单元（3）控制可控开关、开关Sa、开关Sb的开合；主控单元（3）通过PWM控制单元（5）控制开关管Q1、开关管Q2的断通。

3.根据权利要求2所述的动力锂离子电池组的主动均衡系统，其特征在于，所述的DC/DC单元（6）内的开关Sa、开关Sb、开关管Q1、开关管Q2是场效应管或三极管或IGBT。

4.根据权利要求2所述的动力锂离子电池组的主动均衡系统，其特征在于，所述的矩阵控制单元（4）内的可控开关为场效应管、三极管、IGBT。

5.动力锂离子电池组的主动均衡方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将n节单体电池依次串联组成电池模块（1），电池模块（1）的负极接地，电压温度采样单元（2）对电池模块（1）中各个单体电池两端的电压进行采样，记单体电池的电压为Ui（i≤n），将采样结果输至主控单元（3）；

2）主控单元（3）接收采样结果，并根据采样结果得到电池模块（1）内单体电池的平均电压值U，根据U_△i=Ui-U，得到单体电池的电压偏差值U_△i ，比较U_△i 大小得到电压偏差最大值U_△imax；

3）主控单元（3）对步骤3）得到的U_△imax 进行判断，判断是否符合预设定的均衡策略，对电量高的单体电池进行上限均衡，电量低的单体电池进行下限均衡；主控单元（3）在电池模块（1）使用过程中对单体电池进行电池健康评估，判断出某个单体电池容量不足并进行能量补偿；

4）根据步骤3）对所有单体电池进行均衡判断后，主控单元（3）

判断没有需要均衡或补偿的单体电池，则跳回到步骤1）,电压温度采样单元（2）进行新一轮电压温度采样；

5）当电压温度采样单元（2）轮回采样数量达到要求，主控单元（3）

未发现需要均衡或补偿的单体电池后，系统进入休眠。

6.根据权利要求5所述的动力锂离子电池组的主动均衡方法，其特征在于，所述上限均衡包括以下步骤：主控单元（3）获得需要进行电量均衡的单体电池的电压偏差值U_△i后，控制矩阵控制单元（4）中相应的可控开关闭合，把该单体电池连接到DC/DC单元（6）；主控单元（3）控制开关Sa、开关管Q2导通，开关Sb断开，PWM控制单元控制开关管Q1工作在开关状态；该单体电池通过DC/DC单元（6）向电池模块（1）放电，直到该单体电池的U_△i符合预设定的均衡策略。