[发明专利]一种锂离子电池系统多重模式高效能量均衡器及其控制方法

摘要

本发明涉及一种锂离子电池系统多重模式高效能量均衡器及其控制方法，本发明均衡器由N个选通开关矩阵、N个电感、N+1个带反并联二极管Dk的主控开关Mk、一个反激式变压器T，N+1个电容Ck，一个电压源E、以及N*m个电池单元Bij及电池单元均衡模块Aij组成；其中选通开关矩阵由上桥臂双层功率开关矩阵H、下桥臂双层功率开关矩阵S构成，每个电池单元均衡模块Aij由两个功率开关和一个电感L构成，上桥臂功率开关矩阵H和下桥臂功率开关矩阵S均为由m对反向串联的功率开关组成的双层功率开关矩阵。本发明可以实现电池组的电气隔离，防止不同电池组之间的相互影响，采用反激式变压器作为能量转换的媒介，减小了均衡器的体积且拓扑电路原理简单。

主权项

1.一种锂离子电池系统多重模式高效能量均衡器，其特征在于：对于N*m个电池单元Bij组成的N个电池组构成的电池系统，均衡器由N个选通开关矩阵、N个电感、N+1个带反并联二极管Dk的主控开关Mk、一个反激式变压器T，N+1个电容Ck，一个电压源E、以及N*m个电池单元Bij及电池单元均衡模块Aij组成；其中选通开关矩阵由上桥臂双层功率开关矩阵H、下桥臂双层功率开关矩阵S构成，每个电池单元均衡模块Aij由两个功率开关和一个电感L构成，上桥臂功率开关矩阵H和下桥臂功率开关矩阵S均为由m对反向串联的功率开关组成的双层功率开关矩阵；所述N个选通开关矩阵的上桥臂的上层m个功率开关的上端引出N条引线分别与主控开关M1、M2、…、MN的一端相连，主控开关M1、M2、…、MN的另一端与反激式变压器T一次侧的上端相连；N个选通开关矩阵的下桥臂的下层m个功率开关的下端引出N条引线连接在一起，共同与反激式变压器T一次侧的下端相连；电容C1、C2、…、CN的正极分别与上桥臂的上端引出线相连，负极分别与下桥臂的下端引出线相连；主控开关M0的一端与反激式变压器T的二次侧上端相连，另一端与电压源E的正极相连；电压源E的负极与反激式变压器T二次侧的下端相连，电容C0的正极和负极分别与电压源E的正极和负极相连；每个电池单元Bij中的两个串联单体电池引出的3条引出线分别与对应的电池单元均衡模块中的两个功率开关和一个电感L的一端相连，两个功率开关和一个电感L的另一端连接在一起；其中，k＝0,1,2,…,N；i＝1,2,...N；j＝1,2,...m。