本发明专利技术公开了一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，包括有主控制器和能量总线存储单元，所述主控制器与能量总线存储单元之间设有均衡控制单元和进行能量均衡控制的单片机，所述单片机与主控制器连接，所述单片机上还连接有单体电池电压检测模块。本发明专利技术的目的是通过反激变压器实现单体电池与能量总线存储单元之间的能量传递，单片机通过控制反激变压器上的初级开关驱动模块和次级开关驱动模块的驱动顺序，实现单体电池的能量释放或能量接收，实现单体电池点对点的能量快速均衡，主控制器通过对各单体电池上单片机的多次控制，实现了整个电池组内单体电池的能量均衡。
【技术实现步骤摘要】
一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统本专利技术涉及电动汽车动力锂电池管理系统领域，特别是一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统。在对串联连接的蓄电池组进行充电时，由于电池组中各基本单元的电化学特性存在差异，当一些单元电池被充满电时，而另一些单元电池尚需继续充电，这使得被充满电的单元发生过充电现象。过充电，对蓄电池产生非常不利的影响。相反，那些长期充电不足的蓄电池，会使蓄电池容量下降，内阻增加，造成蓄电池的早期损坏。因此，如何防止蓄电池在充电过程中出现过充和充电不足现象，引起了国内外学者的广泛关注，提出了许多解决上述问题的方法。其中最有效，也被广泛使用的一种方法就是定期为电池进行均衡充电，使各个电池都达到均衡一致的状态。目前对电池组进行均衡管理的算法，主要有能量耗散型和非能量耗散型两种。能量耗散型的典型方法是电阻均衡，如图3所示，B1、B2----Bn为组成锂离子电池组的各单元电池，Kl、K2、、Kn为MCU控制的多路开关，Rl、R2、、Rn，为放电平衡电阻。当电池组充电时充电电流I在各节电池中都相等。当某节例如B2电池电压高于其他电池超过某值时，MCU控制的多路开关K2合上，B2通过R2分流，使B2电压下降，如此反复循环11次使得锂离子电池组各单元电池能平衡充电。此方案简单、可靠，但电阻会消耗电能并发热，使用中需注意选取电阻阻值及功率，其最大的缺点是放电工作使用中，各单元平衡白白消耗了锂离子电池组的电能。而非能量耗散型模式主要有共享变压器均衡方法、双向可逆DC / DC动态均衡方法等。这三种方法都可以实现动态均衡，而且没有复杂的控制系统，只要电池组中电池单体电压差超过一定范围，均衡 模块就在相邻电池间进行能量交换，从而实现均衡。共享变压器均衡方法原理如图4所示，它只有一根磁芯，次级线圈分别接在每一接单体，电池组的电流I流入变压器的初级，每个次级分别产生感应电流。单体电池的电压越低，它的电抗就越小，因而感应电流越大。用这种方法，每一节单体获得的均衡电流与其SOC成反比。在共享变压器中，唯一的活动元件就是次级的转换晶体管。不需要闭合线圈，共享变压器方法能快速而且低损耗的对电池组进行均衡。它的缺点也是复杂、元件众多，因为每一个次级都需要整流器件。均衡电路在设计时要考虑能均衡尽可能多的单体，因为增加次级线圈十分复杂。双向可逆DC / DC动态均衡方法原理如图5所示，利用DC / DC变换器在相邻两个单体电池间建立能量转移的双向通道，相邻单体电池问能量均衡也就保证了整组电池的能量均衡，但其不能直接实现任意两点间的均衡，均衡效果不好。因此，有必要解决如上问题。本专利技术克服了上述技术的不足，提供了一种通过反激变压器实现单体电池与能量总线存储单元之间的能量传递，单片机通过控制反激变压器上的初级开关驱动模块和次级开关驱动模块的驱动顺序，实现单体电池的能量释放或能量接收，实现单体电池点对点的能量快速均衡，主控制器通过对各单体电池上单片机的多次控制，实现了整个电池组内单体电池的能量均衡。为实现上述目的，本专利技术采用了下列技术方案一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，包括有主控制器10和用于在单体电池之间能量从高位向低位传递时作为能量中转的能量总线存储单元1，所述主控制器10与能量总线存储单元I之间设有若干个用于控制电池组内单体电池进行能量传递的均衡控制单元2，所述均衡控制单元2包括有用于单体电池与能量总线存储单元I进行能量中转交换的反激变压器T，所述反激变压器T初级绕组与单体电池之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的初级开关驱动模块3，反激变压器T次级绕组与能量总线存储单元I之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的次级开关驱动模块4，所述能量均衡装置还包括有用于控制初级开关驱动模块3和次级开关驱动模块4的导通顺序的单片机5，所述单片机5与主控制器10连接，所述单片机5上还连接有用于检测单体电池能量状态以判断单体电池是否需要进行能量均衡的电压检测模块11。所述反激变压器T初级绕组上连接有用于消除尖峰作用的稳压管D23和二极管D24，所述稳压管D23正极与反激变压器T初级绕组一端连接，稳压管D23负极与所述二极管D24负极连接，二极管D24正极与反激变压器T初级绕组另一端连接。所述初级开关驱动模块3包括有受单片机5控制的由开关管Q7和Q9组成的初级推挽驱动电路和由该初级推挽驱动电路驱动、用于控制反激变压器T初级绕组是否与单体电池连通形成回路的开关管Q8。所述次级开关驱动模块4包括有顺次连接的高速光耦Ul1、由开关管QlO和Q12组成的次级推挽驱动电路、以及由该次级推挽驱动电路驱动、用于控制反激变压器T次级绕组是否与能量总线存储单元I连通形成回路的开关管Ql I，所述高速光耦Ul I输入信号控制端与单片机5连接。所述能量总线存储单元I由并联连接的电解电容C39飞41和电容C38组成，其正极端与反激变压器T次级绕组一端连接，负极端通过次级开关驱动模块4与反激变压器T次级绕组另端连接。本专利技术的有益效果是1、简化了传统的均衡电路设计，对均衡控制单元进行模块化设计，便于扩展，根据单体电池的个数来设置均衡控制单元的个数，通过单片机的控制能够实现单体电池与能量总线存储单元之间能量的双向传输。2、单片机通过控制初级开关驱动模块和次级开关驱动模块的导通顺序，实现本装置进行能量均衡时能量从电压高的单体电池暂存到能量总线存储单元的过程和之后从能量总线存储单元释放到电压低的单体电池的过程，从而实现了电池组内任意两节单体电池的点对点快速均衡。3、只需要根据需要和方便，在单体电池之间电压差异超过预设值时进行能量均衡，降低了电池能量的损耗。4、通过电压检测模块实时了解各单体电池的状态，减少了许多不需要均衡的情形，从而快速完成能量均衡。5、次级开关驱动模块使用高速光耦将次级推挽驱动电路的电源与单片机控制信号输出端进行隔离，既不影响单片机对次级推挽驱动电路的控制，又避免了电源对单片机的影响。附图说明图1是本专利技术的结构原理图。图2是本专利技术的电路图。图3是现有技术中能量耗散型均衡的电阻均衡原理图。图4是现有技术中非能量耗散型的共享变压器均衡方法原理图。图5是现有技术中非能量耗散型的双向可逆DC / DC动态均衡方法原理图。下面结合附图与本专利技术的实施方式作进一步详细的描述如图1所示，一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，包括有主控制器10和用于在单体电池之间能量从高位向低位传递时作为能量中转的能量总线存储单元1，所述主控制器10与能量总线存储单元I之间设有若干个用于控制电池组内单体电池进行能量传递的均衡控制单元2，所述均衡控制单元2包括有用于单体电池与能量总线存储单元I进行能量中转交换的反激变压器T，所述反激变压器T初级绕组与单体电池之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的初级开关驱动模块3，反激变压器T次级绕组与能量总线存储单元I之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的次级开关驱动模块4，所述能量均衡装置还包括有用于控制初级开关驱动模块3和次级开关驱动模块4的导通顺序的单片机5，所述单片机5与主控制器10连接，所述单片机5上还连接有用于检测单体电池能量状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，其特征在于包括有主控制器（10）和用于在单体电池之间能量从高位向低位传递时作为能量中转的能量总线存储单元（1），所述主控制器（10）与能量总线存储单元（1）之间设有若干个用于控制电池组内单体电池进行能量传递的均衡控制单元（2），所述均衡控制单元（2）包括有用于单体电池与能量总线存储单元（1）进行能量中转交换的反激变压器（T），所述反激变压器（T）初级绕组与单体电池之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的初级开关驱动模块（3），反激变压器（T）次级绕组与能量总线存储单元（1）之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的次级开关驱动模块（4），所述能量均衡装置还包括有用于控制初级开关驱动模块（3）和次级开关驱动模块（4）的导通顺序的单片机（5），所述单片机（5）与主控制器（10）连接，所述单片机（5）上还连接有用于检测单体电池能量状态以判断单体电池是否需要进行能量均衡的电压检测模块（11）。
【技术特征摘要】
1.一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，其特征在于包括有主控制器(10)和用于在单体电池之间能量从高位向低位传递时作为能量中转的能量总线存储单元(1)，所述主控制器(10)与能量总线存储单元(I)之间设有若干个用于控制电池组内单体电池进行能量传递的均衡控制单元(2)，所述均衡控制单元(2)包括有用于单体电池与能量总线存储单元(I)进行能量中转交换的反激变压器(T)，所述反激变压器(T)初级绕组与单体电池之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的初级开关驱动模块(3)，反激变压器(T)次级绕组与能量总线存储单元(I)之间连接有用于控制两者连通形成回路以使能量从高位向低位传递的次级开关驱动模块(4)，所述能量均衡装置还包括有用于控制初级开关驱动模块(3)和次级开关驱动模块(4)的导通顺序的单片机(5)，所述单片机(5)与主控制器(10)连接，所述单片机(5)上还连接有用于检测单体电池能量状态以判断单体电池是否需要进行能量均衡的电压检测模块(11)。2.根据权利要求1所述的一种电池组内单体电池之间的能量均衡控制系统，其特征在于所述反激变压器(T)初级绕组上连接有用于消除尖峰作用的稳压管D23和二极管D24，所述稳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王奉瑾，
申请(专利权)人：王奉瑾，中山普润斯电源设备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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