[发明专利]一种采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法及其实施系统

权利要求书

1.一种采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，包括以下步骤，

第一步，将双极性脉冲采用不同占空比的正脉冲和负脉冲组成；

第二步，通过正脉冲对电池恒流充电，通过负脉冲对电池恒流放电；

第三步，根据双极性脉冲的每个正、负脉冲的周期、幅值和占空比在不同的脉冲周期内不同，以及实际需求对该占空比进行调整，以实现去极化；

第三步中，去极化的均衡充电电流采用均衡电源的最大值，采用电池模组对单节电池恒流充电，充电电流为I1，充电时间为△t1，随后，采用同等幅值的电流I1反向对单节电池放电至电池模组，反向放电时间为△t2，利用反向脉冲可以消除均衡充电时的电池极化；

第三步中，充电时间△t1和放电时间△t2的确定过程如下：

步骤一，采用电池一阶等效模型，模型中理想电压源UOC表示电池的开路电压，体现为电池内部的直流偏置；电阻RO为锂电池的欧姆内阻，并联的电阻RP和电容CP描述电池的极化环节，UO为锂电池的端电压；电阻RP和电容CP上电压降记为UP作为极化电压；在系统正常运行时，电池的输入信号为电流I，输出信号为蓄电池的输出电压U，由锂电池等效模型可得：UO＝UR+UP+UOC；

步骤二，采用极化电压值判断电池的充电时间；

步骤三，计算电池的欧姆电阻；充电欧姆电阻和放电欧姆电阻分别用RCHAR和RDISCHAR表示；当电流I流过电池时，计算出充电和放电时欧姆电阻上的压降：UR_CHAR＝I×RCHAR和UR_DISCHAR＝I×RDISCHAR；

步骤四，根据SOC和OCV的对应关系，利用电池的SOC获得电池的开路电压OCV，端电压UO通过实际测试获得，然后计算出电阻RP和电容CP上的压降，即电池极化电压降为：UP＝UO-UR-UOC；

步骤五，充电时，电池极化电压UP＝UO-UR-UOC，当UPUTHD，当电池极化电压大于设定值时，停止充电均衡，以此时间作为充电的截止时间△t1，此时转入放电；

步骤六，放电时，电池极化电压UP＝UOC-UO-UR，当UPUTHD时，认为电池极化得到消除，以此时间作为放电的截止时间△t2；至此，一个充放电脉冲周期完成。

2.如权利要求1所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，第三步中的步骤三，采用双极性脉冲计算电池的欧姆电阻。

3.如权利要求1所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，第三步中的步骤五，电压阈值UTHD设置为10mV或25mV。

4.如权利要求1所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，第三步中的步骤四，采用电池的SOC作为均衡依据，进行电池的均衡。

5.如权利要求4所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，第三步中的步骤四，当电池之间的SOC差值大于设定的阈值时，进行至少两次的脉冲充电和放电直到电池之间的SOC差值满足要求。

6.如权利要求5所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法，其特征在于，第三步中的步骤四，T1和T2不相等，脉冲电流幅值I1和I2不相等，其中，T1和T2分别代表正、负脉冲的周期。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的采用双极性脉冲充放电的锂电池均衡方法的实施系统，其特征在于，包括：

双极性脉冲模块，用于将双极性脉冲采用不同占空比的正脉冲和负脉冲组成，并通过正脉冲对电池恒流充电，通过负脉冲对电池恒流放电；

占空比调整模块及去极化模块，用于根据双极性脉冲的每个正、负脉冲的周期、幅值和占空比在不同的脉冲周期内不同，以及实际需求对该占空比进行调整，以实现去极化。