【技术实现步骤摘要】
一种串联电池组电压自均衡变换器
[0001]本专利技术涉及一种电池组管理
，具体涉及一种串联电池组电压自均衡变换器。
技术介绍
[0002]锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长、无记忆效应以及高能效无污染等优点而被广泛应用为电动汽车的动力电池。但是单节锂离子电池的电压和容量小，无法满足电动汽车所需的容量和功率，因此需要将多个锂离子电池串并连接成电池组。
[0003]然而，锂电池在制造和使用过程中所处的环境、充放电模式以及化学特性等因素的差异将会导致单体电池出现容量、电压、内阻等性能的不一致，这些单体电池之间的不一致性会引起电池组的耐久性、可靠性以及安全性等问题。因此，为了维持锂离子电池组中单体电池的均衡，研究人员提出了许多均衡电路、装置及方法。当前电池均衡技术主要分为被动均衡和主动均衡，被动均衡是将多余的能量通过电阻以热量的形式消耗，但是这种方式会造成电池组能量损耗，并且因散热处理不当而引起的高温环境会对电池组的性能造成损害。
[0004]主动均衡技术是将能量从较高的电池单元转移到较低的电池单元，例如，申请公布号为CN113489083A的专利文献公开了“一种基于升降压变换器的锂离子电池组层级均衡控制方法”，该方法在锂离子电池组的基础上添加多个储能电感元件、二极管以及均衡控制开关，通过控制开关闭合，使储能较高的单电池将多余的能量储存在相应电感中，然后控制开关关断，将电感中的能量转移到储能较低的单电池中，形成了串联锂离子电池组的均衡控制。此外，将两个相邻单电池组成小模组，再将相邻的小模组组成大模组...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种串联电池组电压自均衡变换器，包含一个n路输出正激变换器、n
‑
1个跨接电容、n个电池单元；其中：一个n路输出正激变换器包括：功率开关S1、复位绕组L
p1
、变压器T、复位二极管D
p1
、第一路整流二极管D1、第一路续流二极管D2、第一路电感L1、第一路输出电容C1，第二路整流二极管D3、第二路续流二极管D4、第二路电感L2、第二路输出电容C2，
……
，第n路整流二极管D
2n
‑1、第n路续流二极管D
2n
、第n路电感L
n
、第n路输出电容C
n
；其连接形式如下：复位电感L
p1
的上端与变压器T的初级绕组L
p
上端连接，复位电感L
p1
的下端接复位二极管D
p1
的阴极；变压器T的初级绕组L
p
下端连接功率开关S1的漏极，功率开关S1的漏极与复位二极管D
p1
的阳极连接；变压器T的次级绕组L
s1
上端与第一路整流二极管D1的阳极连接，第一路整流二极管D1的阴极分别连接第一路续流二极管D2的阴极、第一路电感L1的一端，第一路电感L1的另一端连接第一路输出电容C1的上端，第一路输出电容C1的下端分别与第一路续流二极管D2的阳极、变压器T的次级绕组L
s1
的下端连接；变压器T的次级绕组L
s2
上端与第二路整流二极管D3的阳极连接，第二路整流二极管D3的阴极分别连接第二路续流二极管D4的阴极、第二路电感L2的一端，第二路电感L2的另一端连接第二路输出电容C2的上端，第二路输出电容C2的下端分别与第二路续流二极管D4的阳极、变压器T的次级绕组L
s2
的下端连接；变压器T的次级绕组L
sn
‑1上端与第n
‑
1路整流二极管D
2n
‑2的阳极连接，第n
‑
1路整流二极管D
2n
‑2的阴极分别连接第n
‑
1路续流二极管D
2n
‑2的阴极、第n
‑
1路电感L n
‑1的一端，第n
‑
1路电感L
n
‑1的右端另一端连接第n
‑
1路输出电容C
n
‑1的上端，第n
‑
1路输出电容C
n
‑1的下端分别与第n
‑
1路续流二极管D
2n
‑1的阳极、变压器T的次级绕组L
sn
‑1的下端连接；......依次类推，变压器T的次级绕组L
sn
上端与第n路整流二极管D
2n
‑1的阳极连接，第n路整流二极管D
2n
的阴极分别连接第n路续流二极管D
2n
‑1的阴极、第n路电感L
n
的一端，第n路电感L
n
的右端另一端连接第n路输出电容C
n
的上端，第n路输出电容C
n
的下端分别与第n路续流二极管D
2n
的阳极、变压器T的次级绕组L
sn
的下端连接；跨接电容与各输出绕组之间的连接形式如下：跨接电容C
p1
的上端与第一路整流二极管D1的阳极连接，跨接电容C
p1
的下端与第二路整流二极管D3的阳极连接；跨接电容C
p2
的上端与第二路整流二极管D3的阳极连接，跨接电容C
p2
的下端与第三路整流二极管D5的阳极连接；跨接电容C
p(n
‑
2)
的上端与第n
‑
2路整流二极管D
2n
‑3的阳极连接，跨接电容C
p(n
‑
2)
的下端与第n
‑
1路整流二极管D
2n
‑2的阳极连接；......依次类推，跨接电容C
p(n
‑
1)
的上端与第n
‑
1路整流二极管D
2n
‑2的阳极连接，跨接电容C
p(n
‑
1)
的下端与第n路整流二极管D
2n
‑1的阳极连接；n个电池单元的连接形式如下：电池B1的正极分别连接第一路电感L1的另一端、第一路输出电容C1的上端，电池B1的负
极分别连接n路输出变压器T的次级绕组L
s1
的下端、第一路输出电容C1的下端；电池B2的正极分别连接第二路电感L2的另一端、第二路输出电容C2的上端，电池B2的负极分别连接n路输出变压器T的次级绕组L
s2
的下端、第二路输出电容C2的下端；电池B
n
‑1的正极分别连接第n
‑
1路电感L
n
‑1的另一端、第n
‑
1路输出电容C
n
‑1的上端，电池B
n
‑1的负极分别连接n
‑
1路输出变压器T的次级绕组L
sn
‑1的下端、第n
‑
1路输出电容C
n
‑1的下端；......依次类推，电池B
n
的正极分别连接第n路电感L
n
的另一端、第n路输出电容C
n
的上端，电池B
n
的负极分别连接n路输出变压器T的次级绕组L
sn
的下端、第n路输出电容C
n
的下端；电池B1、B2、
……
、B
n
同时又作为n路输出正激变换器的输入源，电池B1的正极与复位绕组L
p1
的上端连接，电池B
n
的负极与复位二极管D
p1
的阳极连接。2.根据权利要求1所述一种串联电池组电压自均衡变换器，其特征在于：所述功率开关S1的栅极连接控制器，其占空比能够在0至1之间变化...
【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，杨浴金，李炀，王凯宏，周丽娟，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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