[发明专利]一种串联锂电池组均衡容错电路结构与均衡容错方法

权利要求书

1.一种串联锂电池组均衡容错电路结构与均衡容错方法，其特征在于：包括n个锂电池单体串联组成锂电池组，均衡容错电路结构包括重构容错环路、电池选择网络和反激变换器桥式网络，可对串联锂电池组进行重构隔离和能量均衡。

2.根据权利要求1所述的一种串联锂电池组均衡容错电路结构，其特征在于：重构容错环路和反激变换器桥式网络中的MOSFET均为单向MOSFET，电池选择网络中的MOSFET均为双向MOSFET，所述的MOSFET均为N沟道MOSFET。

3.根据权利要求1所述的一种串联锂电池组均衡容错电路结构，其特征在于：每节锂电池串联一组双向MOSFET断路开关，并联一个单向MOSFET旁路开关和二极管构成重构容错环路，可对串联锂电池组进行重构隔离。

4.根据权利要求1所述的一种串联锂电池组均衡容错电路结构，其特征在于：电池选择网络由双向MOSFET选择开关组成，每节锂电池连接两组双向MOSFET选择开关，相邻两节锂电池共用一组双向MOSFET选择开关，可任意选择需要均衡的单体锂电池接入均衡电路。

5.根据权利要求1所述的一种串联锂电池组均衡容错电路结构，其特征在于：反激变换器桥式网络由反激变换器、四个MOSFET开关和二极管组成，可将单体锂电池的能量通过反激变换器转移到锂电池组中。

6.根据权利要求1所述的一种串联锂电池组均衡容错方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用电压传感器、电流传感器和温度传感器对锂电池的电压、电流和温度进行监测，可采用双扩展卡尔曼滤波算法估算每节锂电池的荷电状态SOC和健康状态SOH；

步骤2、当监测到锂电池温度突然过高或锂电池健康状态低于失效阈值时启动重构容错环路，断开双向MOSFET断路开关，导通单向MOSFET旁路开关，对失效锂电池进行重构隔离；

步骤3、根据锂电池的荷电状态计算每节锂电池的剩余容量并据此得到剩余容量最多与最少锂电池间的容量差，当容量差大于设定阈值时启动均衡，利用反激变换器桥式网络实现能量转移。

7.根据权利要求6所述的一种串联锂电池组均衡方法，其特征在于，所述的反激变换器桥式网络均衡方法，其步骤为：

步骤1、闭合高能量锂电池单体所对应的双向MOSFET选择开关，把高能量锂电池接入反激变换器桥式网络；

步骤2、闭合高能量锂电池单体对应反激变换器桥式网络中对角桥臂上的MOSFET，此时，高能量锂电池单体、导通的MOSFET以及变压器的初级线圈形成闭合环路，锂电池能量转移到初级线圈中；

步骤3、断开高能量锂电池单体对应反激变换器桥式网络中对角桥臂上的MOSFET，此时，初级线圈中的电流为0，同时磁芯中磁场开始下降，在次级线圈上感应出正向电压，同时二极管导通，磁芯中储存的能量转移至锂电池组，实现单体锂电池与锂电池组间的能量转移，最终实现单体锂电池间能量均衡。