一种锂离子电池的主动均衡实现方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池的主动均衡实现方法，包括以下步骤：S1：准备多个锂电池组、多个变压器转换器、一个电池组管理控制器和蓄能元件，S2：对锂电池组充电，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息并对其评估，S3：控制变压器实现此电池对电容充电，然后再关闭对应的开关，紧接着，接通低电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现电容向此电池充电，从而使各电池单体的电量趋于一致。本发明专利技术所述的一种锂离子电池的主动均衡实现方法，电池组基于电量动态分配达到均衡效果，避免了能量转移，降低均衡损耗，均衡效率高，电池单体通过蓄能电容进行能量转移，造成的电磁干扰少，双向充放电或静态时都可以进行均衡。双向充放电或静态时都可以进行均衡。双向充放电或静态时都可以进行均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的主动均衡实现方法


[0001]本专利技术涉及XX领域，特别涉及一种锂离子电池的主动均衡实现方法。

技术介绍

[0002]考虑到化石能源的不可持续性及环境压力的持续增大，人类亟需一种清洁、可持续的替代能源，在此背景下，风能、核能、太阳能获得了广泛关注，在实际应用中，清洁能源产生的能量往往需要储能装置进行存储以满足各种应用场景，锂电池作为一种能量密度高、重量轻，使用寿命相对较长且自放电率低，无记忆效应，高低温适应性强的储能装置，具有良好的发展前景与研究价值，在一些移动设备如电动汽车中得到了广泛应用，为满足更多的负载需求，一般需串联若干单体电池成锂电池组使用，由于制造过程及使用过程的限制，串联的单体电池之间往往存在不一致性，从而导致电池组使用过程中各单体放电电流倍率及温度不一致，反过来作为正反馈加剧单体间充电状态和内阻的不一致，这种差异会使个别单体电池因过充或过放而损坏，影响电池组的整体性能和使用寿命，严重时甚至会引起爆炸，因此，亟需提出一种高效、快速、高精度、鲁棒性好且易实现的均衡结构及算法使串联电池组充电状态趋于一致，从而大大延长锂电池组的使用寿命并提高其性能，电池均衡是电池管理系统一项重要的功能，为了实现对电池的均衡控制又不浪费能量，当电池组中电池的容量差异达到影响电池组整体状态或者说达到预先设定的阈值时，电池管理系统就通过开启均衡电路使电池容量趋于均衡，这个过程就是所谓的电池均衡管理，电池均衡分为耗散型和主动均衡型，耗散型是将电池组高电量单电池释放，主动均衡型是利用电力电子技术使电能在电池组内部转移的均衡控制，相比而言，后者具有电量损失少，能量效率高的优点，更适合在对电能容量要求高的汽车上使用，目前的均衡系统大多忽略了均衡中电量的损失，但实时上，均衡转移能量效率不可能为百分之百，因此为了使电池组充电状态更加准确，理应考虑到这点，电量转移仅用单纯的电感或电容，均衡效果并不好，总体来讲，在近些年来，电池管理系统技术有了很大的提高，许多方面已经进入实际应用阶段，但电池均衡仍然不够完善，还需要进一步研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子电池的主动均衡实现方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种锂离子电池的主动均衡实现方法，包括以下操作步骤：S1：准备多个锂电池组、多个变压器转换器、一个电池组管理控制器和蓄能元件；S2：此时与电池组并接的变压器能实现双向功率传递，跟开关矩阵相接的变压器能实现双向功率传递，使得电池整体在充电和放电时都可以进行主动均衡；S3：对锂电池组进行充电，在锂电池组充电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池组的电量特性，并据此控制每个锂电池组所并
接变压器的工作状态，在放电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息；S4：在锂电池组充电状态下，电池单体管理控制器采集电池单体的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池单体的电量特性，并据此接通高电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现此电池对电容进行充电，然后再关闭此电池对应的开关，紧接着，接通低电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现电容向此电池充电，从而使各电池单体的电量趋于一致。
[0005]优选的，所述变压器为转换能量的途径，此处变压器为双向传递能量的变压器，每个锂电池组内部有多个锂电池单体，相互串接，最两头的锂电池单体的正负极构成锂电池组的输出母线。锂电池组内设置有开关矩阵、变压器转换器和电容器，开关矩阵连接变压器的一端，变压器的另一端连接电容器。
[0006]优选的，所述每个锂电池组和一个变压器转换器一端连接，变压器转换器的另一端串联后作为电池整体的母线，电池组管理控制器通过采样电路获取电池组的电压，电流，温度等信息，并控制变压器转换器工作状态，锂电池组内包含M块电池单体，每个电池单体的正极都设置有一个开关连接到变压器电池端的正极，每个电池单体的负极都设置有一个开关连接到变压器电池端的负极，变压器电容端连接电容，电池单体管理控制器通过采样电路获取电池单体的电压、电流、温度等信息，并控制开关矩、变压器的工作状态。
[0007]优选的，所述锂电池组充电状态下时，调整对电池组的充电电流，使各锂电池组的电量趋于一致。
[0008]优选的，所述在锂电池组放电状态下时，评估每个锂电池组的电量特性，并据此控制每个锂电池组所并接变压器的工作状态，调整对电池组对外放电电流，使各锂电池组的电量趋于一致。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中，通过在充电状态下，电池单体管理控制器采集电池单体的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池单体的电量特性，并据此接通高电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现此电池对电容进行充电，然后再关闭此电池对应的开关，紧接着，接通低电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现电容向此电池充电，从而使各电池单体的电量趋于一致，电池组基于电量动态分配达到均衡效果，避免了能量转移，降低均衡损耗，均衡效率高，电池单体通过蓄能电容进行能量转移，造成的电磁干扰少，系统简洁，再双向充放电或静态时都可以进行均衡。
附图说明
[0010]图1是本专利技术电池组的框图；图2是本专利技术电池组整体的框图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]如图1
‑
2所示，本专利技术涉及一种锂离子电池的主动均衡实现方法，包括以下步骤：S1：准备多个锂电池组、多个变压器转换器、一个电池组管理控制器和蓄能元件，变压器为转换能量的途径，此处变压器为双向传递能量的变压器，每个锂电池组内部有多个锂电池单体，相互串接，最两头的锂电池单体的正负极构成锂电池组的输出母线。锂电池组内设置有开关矩阵、变压器转换器和电容器，开关矩阵连接变压器的一端，变压器的另一端连接电容器。
[0013]S2：此时与电池组并接的变压器能实现双向功率传递，跟开关矩阵相接的变压器能实现双向功率传递，使得电池整体在充电和放电时都可以进行主动均衡。
[0014]S3：对锂电池组进行充电，在锂电池组充电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池组的电量特性，并据此控制每个锂电池组所并接变压器的工作状态，在放电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息，每个锂电池组和一个变压器转换器一端连接，变压器转换器的另一端串联后作为电池整体的母线，电池组管理控制器通过采样电路获取电池组的电压，电流，温度等信息，并控制变压器转换器工作状态，锂电池组内包含M块电池单体，每个电池单体的正极都设置有一个开关连接到变压器电池端的正极，每个电池单体的负极都设置有一个开关连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的主动均衡实现方法，其特征在于：包括以下操作步骤：S1：准备多个锂电池组、多个变压器转换器、一个电池组管理控制器和蓄能元件；S2：此时与电池组并接的变压器能实现双向功率传递，跟开关矩阵相接的变压器能实现双向功率传递，使得电池整体在充电和放电时都可以进行主动均衡；S3：对锂电池组进行充电，在锂电池组充电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池组的电量特性，并据此控制每个锂电池组所并接变压器的工作状态，在放电状态下，电池组管理控制器采集电池组的电压、电流、温度等信息；S4：在锂电池组充电状态下，电池单体管理控制器采集电池单体的电压、电流、温度等信息，评估每个锂电池单体的电量特性，并据此接通高电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现此电池对电容进行充电，然后再关闭此电池对应的开关，紧接着，接通低电量电池单体对应的开关，并控制变压器实现电容向此电池充电，从而使各电池单体的电量趋于一致。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的主动均衡实现方法，其特征在于：所述变压器为转换能量的途径，此处变压器为双向传递能量的变压器，每个锂电池组内部有多个锂电池单体，相互串接，最两头的锂电池单体的正负...

【专利技术属性】
技术研发人员：金德坤，赵泽东，
申请(专利权)人：广州普庆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：