【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池均衡，具体涉及一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路。
技术介绍
1、锂电池具有高能量密度，较长的寿命，高效率，体积小，无污染等优点，考虑其安全性实用性以及成本等问题，因此在动力和储能当中发挥着至关重要的作用。单节锂电池因其电压低，容量小等特点，常常需要多节电池串联起来使用。然而因为制造工艺的不同以及在使用过程中受环境，充放电模式以及化学因素的影响会导致电池组出现荷电状态，电压，内阻和容量的差异。这些差异会导致电池组出现耐久性，可靠性以及安全性等问题。因此，为了维持锂电池组当中电池的均衡，研究人员提出了许多均衡电路，装置以及方法。
2、当前锂电池组采用的均衡技术主要分为主动均衡和被动均衡，被动均衡实现的思路是将多余的能量通过并联电阻的形式以热量的方式耗散掉，但是这种方式会造成锂电池组能量的大量损耗，并且因散热处理不当而引起的高温环境会对锂电池组的性能造成损害。主动均衡技术是一种将锂电池组当中较高单体电池能量转移到较低单体当中，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，在将相邻的小模组组成大模组，通过逻辑控制使各层级达到均衡，实现三级均衡控制。该专利提出的均衡控制方法不
技术实现思路
1、为解决现有电池组均衡技术的不足，本专利技术提出一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路,该均衡电路以变压器式均衡为基础，采用多绕组变压器均衡拓扑结构，通过在各绕组之间增加一个跨接电容实现了串联锂电池组的soc均衡。与传统多绕组变压器均衡拓扑结构相比，采用隔离式cuk结构可以保证输入输出能力，提供一定的电压增益能力，并且只采用一个开关就可以实现电池组的均衡，大大降低了电路的控制难度以及成本。且避免了传统多绕组变压器多绕组输出时因交叉调整率造成的输出电压不均衡问题，有效减小电压偏差，提高电池均衡精度。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，该电路包括一个n路输出的cuk型隔离变换器、n-1个跨接电容以及n个锂电池单元，其中：
4、所述n路输出的cuk型隔离变换器包括一个功率开关s1，励磁电感lm，变压器t，第一路输出电容c1、cp1，二极管d1，滤波电感l1，第二路输出电容c2、cp2，二极管d2,滤波电感l2；……；第n路输出电容cn、cpn，二极管dn，滤波电感ln；
5、n路输出的cuk型隔离变换器连接形式如下：
6、电容c一端分别连接电感l另一端、功率开关s1漏极，电容c另一端分别连接励磁电感lm一端、变压器t的初级绕组lp一端，变压器t的初级绕组lp另一端分别连接励磁电感lm另一端、功率开关s1源极；
7、变压器t的次级绕组ls1一端连接输出电容c1一端，输出电容c1另一端分别连接二极管d1阴极、电感l1一端，电感l1另一端连接输出电容cp1一端，输出电容cp1另一端分别连接二极管d1阳极、变压器t的次级绕组ls1另一端；
8、变压器t的次级绕组ls2一端连接输出电容c2一端，输出电容c2另一端分别连接二极管d2阴极、电感l2一端，电感l2另一端连接输出电容cp2一端，输出电容cp2另一端分别连接二极管d2阳极、变压器t的次级绕组ls2另一端；
9、变压器t的次级绕组ls3一端连接输出电容c3一端，输出电容c3另一端分别连接二极管d3阴极、电感l3一端，电感l3另一端连接输出电容cp3一端，输出电容cp3另一端分别连接二极管d3阳极、变压器t的次级绕组ls3另一端；
10、……以此类推；
11、变压器t的次级绕组lsn一端连接输出电容cn一端，输出电容cn另一端分别连接二极管dn阴极、电感ln一端，电感ln另一端连接输出电容cpn一端，输出电容cpn另一端分别连接二极管dn阳极、变压器t的次级绕组lsn另一端；
12、n-1个跨接电容中：
13、输出电容cq1一端连接输出电容c1另一端，输出电容cq1另一端连接输出电容c2另一端；
14、输出输出电容cq2一端连接输出电容c2另一端，输出电容cq2另一端连接输出电容c3另一端；
15、输出电容cq3一端连接输出电容c3另一端，输出电容cq3另一端连接输出电容c4另一端；
16、……以此类推；
17、输出电容cq(n-1)一端连接输出电容cqn一端，输出电容cq(n-1)另一端连接输出电容cn另一端。
18、n个锂电池单元与n路输出的cuk型隔离变换器连接形式如下：
19、锂电池b1正极连接输出电容cp1一端，锂电池b1负极连接输出电容cp1另一端；
20、锂电池b2正极连接输出电容cp2一端，锂电池b2负极连接输出电容cp2另一端；
21、锂电池b3正极连接输出电容cp3一端，锂电池b3负极连接输出电容cp3另一端；
22、……以此类推；
23、锂电池b n正极连接输出电容cqn一端，锂电池b n负极连接输出电容cqn另一端；
24、n个锂电池单元中：
25、锂电池b1负极连接锂电池b2正极，锂电池b2负极连接锂电池b3正极，锂电池b3负极连接锂电池b4正极，……以此类推；锂电池b(n-1)负极连接锂电池bn正极。
26、电感l一端连接输出电容cp1一端，锂电池bn负极连接功率开关s1源极。
27、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之间变化且同相位。
28、一种含有4个锂电池单元的隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，该电路包括一个4路输出的cuk型隔离变换器、3个跨接电容以及4个锂电池单元，其中：
29、所述4路输出的cuk型隔离变换器包括一个功率开关s1，励磁电感lm，变压器t，第一路输出电容c1、cp1，二极管d1，滤波电感l1，第二路输出电容c2、cp2，二极管d2,滤波电感l2；第三路输出电容c3、cp3，二极管d3,滤波电感l3；第四路输出电容c4、cp4，二极管d4,滤波电感l4；
30、4路输出的cuk型隔离变换器连接形式如下：
31、电容c一端分别连接电感l另一端、功率开关s1漏极，电容c另一端分别连接励磁电感lm一端、变压器t的初级绕组lp一端，变压器t本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔离式CUK结构的多锂电池SOC均衡电路，其特征在于：该电路包括一个n路输出的CUK型隔离变换器、n-1个跨接电容以及n个锂电池单元，其中：
2.根据权利要求1所述一种隔离式CUK结构的多锂电池SOC均衡电路，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之间变化且同相位。
3.一种含有4个锂电池单元的隔离式CUK结构的多锂电池SOC均衡电路，其特征在于：该电路包括一个4路输出的CUK型隔离变换器、3个跨接电容以及4个锂电池单元，其中：所述4路输出的CUK型隔离变换器包括一个功率开关S1，励磁电感Lm，变压器T，第一路输出电容C1、Cp1，二极管D1，滤波电感L1，第二路输出电容C2、Cp2，二极管D2,滤波电感L2；第三路输出电容C3、Cp3，二极管D3,滤波电感L3；第四路输出电容C4、Cp4，二极管D4,滤波电感L4；
4.根据权利要求3所述一种隔离式CUK结构的多锂电池SOC均衡电路，其特征在于：对于四个锂电池B1、B2、B3、B4串联组成锂电池组，在整个开关周期内，根据电感伏秒平衡和电容安秒平衡原理，变压器
5.根据权利要求3所述一种隔离式CUK结构的多锂电池SOC均衡电路，其特征在于：设锂电池组中单体锂电池B1的SOC高于平均值，在功率开关S1关闭时锂电池B1与电池B2、B3、B4串联，将多余能量转移到变压器初级绕组当中，在开关再次断开时，变压器次级侧绕组Ls2、Ls3、Ls4分别与锂电池B2、B3、B4并联，将变压器中存储的能量传送给锂电池B2、B3、B4，从而串联电池组的部分能量能够传到能量较低的锂电池单体中，实现了电池组SOC均衡。
...【技术特征摘要】
1.一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，其特征在于：该电路包括一个n路输出的cuk型隔离变换器、n-1个跨接电容以及n个锂电池单元，其中：
2.根据权利要求1所述一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，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之间变化且同相位。
3.一种含有4个锂电池单元的隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，其特征在于：该电路包括一个4路输出的cuk型隔离变换器、3个跨接电容以及4个锂电池单元，其中：所述4路输出的cuk型隔离变换器包括一个功率开关s1，励磁电感lm，变压器t，第一路输出电容c1、cp1，二极管d1，滤波电感l1，第二路输出电容c2、cp2，二极管d2,滤波电感l2；第三路输出电容c3、cp3，二极管d3,滤波电感l3；第四路输出电容c4、cp4，二极管d4,滤波电感l4；
4.根据权利要求3所述一种隔离式cuk结构的多锂电池soc均衡电路，其特征在于：对于...
【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，刘闯，王树生，李哲，连春星，周生奇，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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