[发明专利]一种锂离子电池系统二重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二重能量均衡器及其控制方法，本发明对于由N个电池组组成的电池系统，均衡器由N个选通开关矩阵i、N个电感Li、两个带反并联二极管D1和D2的主控开关M1和M2、N‑1个放电开关Tk、一个电压源E、N*m个电池单元Bij以及N*m个电池单元均衡模块Aij组成。本发明充电状态和放电状态下的均衡器拓扑电路最优，能量均衡策略最优，以两节电池为一个电池单元而引入了二重能量均衡策略，拓扑电路原理简单，均衡能量转移效率高、均衡速度快、对均衡电流的控制能力强，在实现每组电池组内各电池单元间能量均衡的同时，也实现了不同单体电池之间的能量均衡。

主权项

一种锂离子电池系统二重能量均衡器，其特征在于：对于由N个电池组组成的电池系统，均衡器由N个选通开关矩阵i、N个电感Li、两个带反并联二极管D1和D2的主控开关M1和M2、N‑1个放电开关Tk、一个电压源E、N*m个电池单元Bij以及N*m个电池单元均衡模块Aij组成；其中选通开关矩阵i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构成，N*m个电池单元Bij组成的N个电池组i，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的N条引线分别与电感L1、L2、…、LN的一端相连，电感L1、L2、…、LN的另一端连接在一起共同与主控开关M1和M2的一端相连；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的N条引线连接在一起，共同与主控开关M1的另一端和电压源E的负极相连；电压源E的正极与主控开关M2的另一端相连；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Aij中的两个功率开关和一个电感的一端相连，两个功率开关和一个电感的另一端连接在一起；N‑1个放电开关Tk两端各引出一条引线，分别与电池组k的负极和相邻下一电池组k+1的正极相连；其中，i=1,2,...N；j=1,2,...m；k=1,2,...N‑1。