一种基于模型的被动均衡系统及均衡电流估计方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于模型的被动均衡系统及均衡电流估计方法，属于电池均衡技术领域。本发明专利技术利用MOSFET的特性，可以将可变的、可控的均衡电流应用于电池，为了消除均衡电流传感器，提出了基于模型的均衡电流估计方法，进一步降低了系统成本。搭建了实验平台，并对提出的QPBS进行了实验验证。实验结果表明，QPBS的最大均衡电流可达10a，而PBM的最大均衡电流约为0.1A。同时，在均衡电流要求为10A的情况下，所提出的QPBS主电路的成本大大降低，大大低于PBM。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型的被动均衡系统及均衡电流估计方法
本专利技术属于电池均衡
，特别提出一种基于模型的低成本类被动均衡系统(QPBS)及均衡电流估计方法。
技术介绍
作为解决环境污染和能源危机问题的有前途的解决方案，电动汽车(EV)、光伏、风能及智能电网等已引起越来越多的关注。电池被广泛用作此类应用的储能系统(ESS)。然而，由于电池单元的电压和容量的限制，电池单元应该并联和/或串联连接以应对能量和功率需求。不幸的是，由于制造因素和使用因素，对于串联连接的电池单元而言，不一致是不可避免的。实际上，即使在同一生产批次中，也可以认为电池单元彼此不同。电池的不一致性会导致单体电池的最大可用容量下降，使电池组在充电过程中出现低电量单体未充满而高电量单体已经过充，放电时高电量单体还剩余而低电量电池单体已经过放，产生的“木桶效应”会加剧电池能量的衰退，从而导致电池组整体利用率和使用寿命降低，进而影响电动汽车的使用寿命和续驶里程。更为严重的是，过充放电时电池内部活性成分与电解质反应，可能会引发爆炸和火灾，由此引发电动汽车最受人关注的安全隐患问题。平衡，即所谓的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型的被动均衡系统，其特征在于，包括均衡电路、电池组和基于模型的均衡控制模块；/n所述电池组，包括串联相连的一个电流传感器和若干个电池单元；/n所述均衡电路，包括若干个MOSFET管，每个MOSFET管与一个电池单元并联相连，且由MOSFET驱动器驱动；/n所述基于模型的均衡控制模块，包括均衡电流预测模块、均衡控制器和MOSFET驱动器，均衡电流预测模块采集来自电池单元的电压信号和来自电流传感器的电流信号后预测均衡电流，由均衡控制器生成控制信号PWM至MOSFET驱动器从而控制均衡电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的被动均衡系统，其特征在于，包括均衡电路、电池组和基于模型的均衡控制模块；
所述电池组，包括串联相连的一个电流传感器和若干个电池单元；
所述均衡电路，包括若干个MOSFET管，每个MOSFET管与一个电池单元并联相连，且由MOSFET驱动器驱动；
所述基于模型的均衡控制模块，包括均衡电流预测模块、均衡控制器和MOSFET驱动器，均衡电流预测模块采集来自电池单元的电压信号和来自电流传感器的电流信号后预测均衡电流，由均衡控制器生成控制信号PWM至MOSFET驱动器从而控制均衡电流。


2.根据权利要求1所述的基于模型的被动均衡系统，其特征在于，所述MOSFET管为N沟道MOSFET或P沟道MOSFET。


3.根据权利要求1所述的基于模型的被动均衡系统，其特征在于，所述MOSFET驱动器由一个电阻器和一个电容器CM组成。


4.根据权利要求3所述的基于模型的被动均衡系统，其特征在于，电容器CM足够大以过滤PWM的纹波，MOSFET的栅极-源极VGS电压为DC电压。


5.根据权利要求1所述的基于模型的被动均衡系统，其特征在于，通过设置PWM占空比进行调控，当VGS大于阈值电压VTH且小于某个电压时，漏极电流ID与V...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊，边嘉豪，王海涛，梅雪松，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61