[发明专利]一种适用于串联锂离子电池组的多相交错变换器

权利要求书

1.一种适用于串联锂离子电池组的多相交错变换器，其特征在于包括：

n节电池；n-1个均衡单元EC；

电池B_i(i＝1，2，…，n)的负极与电池B_i+1的正极相连，构成n节首尾相互连接的串联电池组；

均衡单元EC_i(i＝1，2，…，n-1)中的上开关管S_Hi(i＝1，2，…，n-1)的漏极连接到串联电池组的正极母线上，下开关管S_Li(i＝1，2，…，n-1)的源极连接到串联电池组的负极母线上，上开关管S_Hi(i＝1，2，…，n-1)的源极、下开关管S_Li(i＝1，2，…，n-1)的漏极与电感L_i(i＝1，2，…，n-1)的一端相连，电感L_i(i＝1，2，…，n-1)的另一端连接到串联电池组中电池B_i(i＝1，2，…，n)负极与B_i+1(i＝1，2，…，n)正极连线中；

基于上述多相交错变换器的串联锂离子电池组电量均衡方法，包括以下步骤：

首先，通过外围检测电路得到电池组中每个单体电池的电压，从而计算出均衡后每个单体电池的电压即求当前电池组中所有单体电池电压的平均值；

然后，当前每个单体电池的电压与均衡后，每个单体电池的电压的差值构成n行1列的矩阵Q_Δ,在一个工作周期内，设每个均衡单元EC_i的工作时间为t_i，并规定当t_i0时表示EC_i中上开关管S_Hi导通，t_i0时EC_i中表示下开关管S_Li导通，由此得到一个n行1列的矩阵T；然后当均衡单元在一个开关循环期间工作时，每个电池的能量变化的比值构成矩阵Δq_n；

在均衡单元EC₁中，在矩阵Δq_n中，q(1,1)＝-1表示从电池B₁向电感L₁传递一个单位能量，q(2,1)＝q(3,1)＝…＝q(n，1)＝1/(n-1)表示从电池B₂到电池B_n吸收一个单位能量的1/(n-1)；同样，在矩阵Δq_n中，q(2,1)＝q＝-1/2表示电池B₁和电池B₂将一个单位能量的一半转移到电感L₂，q(3,2)＝q(4,2)＝…＝q(n,2)＝1/(n-2)表示从电池B₃到电池B_n吸收单位能量的1/(n-2)，以此类推能够得n行(n-1)列矩阵Δq_n；

最后，由能量守恒定律得到矩阵方程Δq_nT＝Q_Δ，求解该矩阵方程，得到在一个工作周期内每个均衡单元需要工作的时间，即而达到快速均衡电池组电量的效果。

2.根据权利要求1所述一种适用于串联锂离子电池组的多相交错变换器，其特征在于：

均衡单元电路EC包括：反并联有二极管D_H的开关管S_H，反并联有二极管D_L的MOS管S_L，电感L，两节锂离子电池B_H、B_L；均衡单元电路EC连接关系为：

电池B_L的正极与电池B_H的负极相连，开关管S_H的漏极连接到开关管B_H的正极，开关管S_L的源极连接到开关管B_L的负极，开关管S_H的源极、S_L的漏极、电感L一端相连接，电感L另一端、电池B_H的负极、B_L的正极相连接。