[发明专利]一种串联锂电池包电压平衡装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种串联锂电池包电压平衡装置及控制方法，用于串联的电池包Pack1和电池包Pack2中，电容C1的两端连接在串联的电池包Pack1和电池包Pack2的两端，第一开关S1的一端与电容C1的一端连接，第一开关S1的另一端与第一电感L1一端、第一二极管D1的阳极连接，第一电感L1的另一端连接在电池包Pack1与电池包Pack2的连接处，第二开关S2的一端与第二电感L2的一端、第二二极管D2的阴极连接，第二开关S2的另一端与电容C1的另一端连接，第二二极管D2的阳极与电容C1的一端连接，第二电感L2的另一端连接在电池包Pack1与电池包Pack2中的连接处，第一开关S1和第二开关S2均通过控制器控制占空比。本发明可以实现串联电池包内部的能量转换，达到串联电池包均衡的目的。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，更具体地说，特别涉及一种串联锂电池包电压平衡装置及控制方法。

背景技术

随着动力电池及储能电池的广泛应用，封装成模组（Pack）的电池包往往需要通过串联的方式来提高电压以及系统容量。由于电芯的不一致性，串联后的电池包在使用一段时间后通常会出现电池包不一致的情况出现。由于电池包由BMS管理，考虑到保护电池，BMS会进行电池包放电低压保护，充电的高压保护。当电池包出现不一致情况后，在充电时，BMS会根据相对高压的电池包作为保护对象；而在放电时，BMS会根据相对低压的电池包作为保护对象。在此情况下，串联后的电池包出现相对低压的电池包无法得到充分的充电，而相对高压的电池包无法得到充分的放电，所以整个串联后的电池无法得到充分利用。同时，当不一致的情况继续扩散后，电池包最终会变为不可用或损坏的状态。

现有的技术主要由电阻器构成的被动均衡电路，考虑到散热问题，该电路不适合设计成大功率装置，所以该类型装置只适合在电池不均衡量较小的条件下使用。但实际使用中，动力电池或储能电池往往在大功率充放电条件下使用，由于BMS本身关系或电芯的不一致，电池的不一致状态需要相对较大功率的装置来均衡。另外，电阻器本身会持续损耗电池的能量，对于电池本身不属于最优解。

另外，现有技术也有使用电感以及开关来做能量过渡，但由于电路的设计需要开关处于比较大占用比（如50%）的基础再做调整。该调整方法会使电感上的电流纹波较大，考虑到开关也有损耗，在电流大的情况下开关的损耗也会变大。而均衡电路的设计应当尽量减少损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联锂电池包电压平衡装置及方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种串联锂电池包电压平衡装置，用于串联的电池包Pack1和电池包Pack2中，包括电容C1、第一开关S1、第二开关S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1和第二电感L2，所述电容C1的两端连接在串联的电池包Pack1和电池包Pack2的两端，所述第一开关S1的一端与电容C1的一端连接，所述第一开关S1的另一端与第一电感L1一端、第一二极管D1的阳极连接，所述第一电感L1的另一端连接在电池包Pack1与电池包Pack2的连接处，所述第二开关S2的一端与第二电感L2的一端、第二二极管D2的阴极连接，所述第二开关S2的另一端与电容C1的另一端连接，所述第二二极管D2的阳极与电容C1的一端连接，所述第二电感L2的另一端连接在电池包Pack1与电池包Pack2中的连接处，所述第一开关S1和第二开关S2均通过控制器控制占空比。

进一步地，所述第一开关S1、第二开关S2均为MOSFET管，所述第一开关S1的漏极与电容C1的一端连接，第一开关S1的源极与第一电感L1的一端连接，所述第二开关S2的漏极与第二电感L2的一端连接，第二开关S2的源极与电容C1的另一端连接。

本发明提供一种根据上述的串联锂电池包电压平衡装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤，

首先、判断在同时满足VhighVpack1Vlow，VhighVpack2Vlow时，装置被允许启动；