[发明专利]一种电池组在线均衡及核容的装置及控制方法

权利要求书

1.一种电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，包括：串联电池组、多个第一开关管、多个第二开关管、直流充电单元、被动均衡单元、主动均衡单元、电压检测电路、驱动电路和控制器；

串联电池组由Q个单体电池串联组成，Q为正整数；

单体电池与第一开关管和第二开关管为一一对应的关系，每一个单体电池的正极与其对应的第一开关管的第一端电连接，每一个单体电池的负极与其对应的第二开关管的第一端电连接，各个第一开关管的第二端组成结点P，各个第二开关管的第二端组成结点N，各个第一开关管和第二开关管的控制端分别通过驱动电路与控制器的第一端电连接；

主动均衡单元由第一可控开关、主动电容和主动电感串联组成，直流充电单元由第二可控开关和充电子单元串联组成，被动均衡单元由第三可控开关和发热电阻串联组成，主动均衡单元、直流充电单元和被动均衡单元的第一端均与结点P电连接，主动均衡单元、直流充电单元和被动均衡单元的第二端均与结点N电连接，第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关的控制端分别与控制器的第二端电连接；

电压检测电路的电压输入端分别对各个单体电池的电压值采样检测，电压检测电路的输出端与控制器的第三端电连接；

还包括：保险丝；

保险丝设置于各个单体电池与第一开关管和第二开关管之间，第i个保险丝的第一端与第i个单体电池的正极电连接，第i个保险丝的第二端与第i个第一开关管的第一端和第i-1个第二开关管的第一端电连接，i为大于1且小于或等于Q的正整数；

第一个保险丝的第一端与第一个单体电池的正极电连接，第一个保险丝的第二端与第一个第一开关管的第一端电连接，第Q+1个保险丝的第一端与第Q个单体电池的负极电连接，第Q+1个保险丝的第二端与第Q个第二开关管的第一端电连接；

充电子单元具体为DC-DC变换器；

DC-DC变换器的第一直流输入端与直流母线正极电连接，DC-DC变换器的第二直流输入端与直流母线负极电连接，DC-DC变换器的第一直流输出端与第二可控开关的第一端电连接；

第二可控开关的第二端为直流充电单元的第一端，DC-DC变换器的第二直流输出端为直流充电单元的第二端。

2.根据权利要求1所述的一种电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，第一开关管和第二开关管均为MOS管，第一开关管和第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管和第二开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管和第二开关管的控制端为MOS管的栅极。

3.根据权利要求1所述的一种电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，第一开关管和第二开关管均为双极型晶体管，第一开关管和第二开关管的第一端为双极型晶体管的集电极，第一开关管和第二开关管的第二端为双极型晶体管的发射极，第一开关管和第二开关管的控制端为双极型晶体管的基极。

4.根据权利要求1所述的一种电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，控制器具体为CPU。

5.根据权利要求1所述的一种电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，单体电池为铅酸电池、锂电池和镍氢电池任意一种。

6.一种电池组在线均衡及核容的控制方法，用于权利要求1至5中任意一项所述的电池组在线均衡及核容的装置，其特征在于，包括：

S1：获取各个单体电池的电压值并计算各个电压值的实际离散度和实际平均电压，获取电池组的工作状态，当电池组为充电状态时，执行步骤S2，当电池组为放电状态时，执行步骤S3，当电池组为核容状态时，执行步骤S4；

S2：判断实际离散度是否小于预置离散度阈值，若是，通过主动均衡单元控制电压值最高的单体电池对电压值最低的单体电池充电，若否，则判断实际平均电压是否大于第一预置电压阈值，若是，则通过被动均衡单元对电压值最高的单体电池放电，若否，则通过直流充电单元对电压值最低的单体电池充电；

S3：判断实际电压平均是否小于第二预置电压阈值，若是，则通过主动均衡单元控制电压值最高的单体电池对电压值最低的单体电池充电；

S4：通过被动均衡单元对待核容的单体电池进行恒流放电并计算待核容电池的放电容量。