一种锂离子电池组模块化快速均衡电路及均衡方法，属于锂离子电池组模块化快速均衡电路及均衡方法领域，本发明专利技术为解决现有锂离子电池组中串联的各电池单体之间不均衡导致的电池组整体寿命低，现有的普通双向均衡器均衡时间长的问题。本发明专利技术所述的锂离子电池组分为2N个三单体电池模块，每个三单体电池模块由相邻的三节锂离子电池组成，它还包括2N个三单体均衡子模块、均衡主模块、开关网络、N个集成电压采集电路、微控制器、第一能量传输总线、第二能量传输总线、第三能量传输总线和第四能量传输总线，开关网络包括2N+1个开关M1至M2N+1，所述三单体电池模块与三单体均衡子模块一一对应设置；本发明专利技术适用于串联动力电池组中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
串联动力电池组由许多电池单体经过串联或者并联组成。由于电池单体的制作工艺差异，可能导致电池单体间内阻存在不一致，同时，受温度和老化的影响也可能存在差异。在经过一段时间的循环充放电后会出现单体之间的不均衡。如果继续使用，容易造成电池组内容量偏低的单体经历过充电和过放电现象，长时间工作在这种状态，容量偏低电池寿命缩短，最终成为电池组的负载，发热量增加，进而影响整个串联电池组的使用寿命和安全性。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有锂离子电池组中串联的各电池单体之间不均衡导致的电池组整体寿命低的问题，同时也为了解决现有的普通双向均衡器均衡时间长的问题，提供了。本专利技术所述一种锂离子电池组模块化快速均衡电路，它包括锂离子电池组，所述锂离子电池组由6N节锂离子电池串联构成，N为大于或等于3的正整数，锂离子电池组分为2N个三单体电池模块 ，每个三单体电池模块由相邻的三节锂离子电池组成，锂离子电池组模块化快速均衡电路还包括2N个三单体均衡子模块、均衡主模块、开关网络、N个集成电压采集电路、微控制器、第一能量传输总线、第二能量传输总线、第三能量传输总线和第四能量传输总线，开关网络包括2N+1个开关M1至M2N+1，所述2N个三单体电池模块与2N个三单体均衡子模块对应设置；2N个三单体电池模块分成N组电池模块，每组电池模块包括两个三单体电池模块，每个集成电压采集电路采集一组电池模块的端电压，并将采集的端电压发送给微控制器；第2N个三单体均衡子模块的一端与均衡主模块的第一端口连接于节点a，第I个三单体均衡子模块的一端与均衡主模块的第二端口连接于节点f，均衡主模块的第三端口通过第一能量传输总线连接于接口 b，均衡主模块的第四端口通过第二能量传输总线连接于节点C，均衡主模块的第五端口通过第四能量传输总线连接于节点d，均衡主模块的第六端口通过第三能量传输总线连接于连接口 e ;微控制器内部集成有A/D转换器、SPI总线模块和CAN总线模块，微控制器通过SPI总线向集成电压采集电路发送指令并接收电压采集结果，微控制器控制三单体均衡子模块和均衡主模块的启动和停止，微控制器控制开关网络中M1至仏,+1开关的接通和断开；2N个三单体电池模块串联形成2N-1个中间连接点，以临近锂离子电池组正极端的中间连接点为第I中间连接点，第1、2、3......N个中间连接点中奇数序号的中间连接点通过开关网络中的开关和第一能量传输总线与连接口 b连接，偶数序号的中间连接点通过开关网络中的开关和第二能量传输总线与连接口 C连接；第N+UN+2……2N-1个中间连接点中的奇数序号的中间连接点通过开关网络中的开关和第四能量传输总线与连接口 d连接，第N+l、N+2......2N-1个中间连接点中的偶数序号的中间连接点通过开关网络中的开关和第三能量传输总线与连接口 e连接。本专利技术所述一种锂离子电池组模块化快速均衡电路的均衡方法为，工作过程为:步骤1、计算各电池单体的SOC初值:将电池组中的电池单体长时间静置，所述长时间为大于5小时，根据静置时，电池单体的开路电压同SOC的关系曲线估算出各电池单体初始S0C，即为SOC初值；如果电池单体处于充电或者放电状态，则利用微控制器采集充电或者放电电流，根据充放电时间和初始SOC计算各电池单体的当前SOC ；步骤2、三单体电池模块的内部均衡，获取每个三单体电池模块的S0C:首先根据步骤I得到的各电池单体SOC初值计算三节电池单体的平均S0C，如果单体SOC初值和三单体电池模块的平均SOC之间的差超过5%则认为需要继续均衡；均衡过程中霍尔电流采集电路实时获得三单体均衡子模块原边绕组和第一副边绕组、第二副边绕组、第三副边绕组的电流，并结合均衡时间实时计算单体S0C，当各单体SOC和三单体电池模块的平均SOC差低于5%时，三单体电池模块内部均衡结束；多个三单体电池模块同时进行均衡操作，三单体模块均衡的时间为三单体模块中耗时最大的一组；步骤3、将步骤2获得的每个三单体电池模块的SOC进行比较，获取最大值和最小值，最终均衡后的SOC在最小SOC和最大SOC之间，将其间的每一个SOC作为一个目标SOC ；步骤4、构建一个矩阵，以锂离子电池组内电池的数目作为列，行的元素代表第N节电池经历的充放电过程，充电用I表示，放电用-1表示；根据构建的矩阵以及霍尔电流传感器采集的原边绕组和第一副边绕组、第二副边绕组、第三副边绕组的均衡电流，列写电池单体的均衡方程，均衡方程以各电池单体的均衡时间为未知数；权利要求1.一种锂离子电池组模块化快速均衡电路，它包括锂离子电池组(10)，所述锂离子电池组(10)由6N节锂离子电池串联构成，N为大于或等于3的正整数，其特征在于，锂离子电池组(10)分为2N个三单体电池模块，每个三单体电池模块由相邻的三节锂离子电池组成，锂离子电池组模块化快速均衡电路还包括2N个三单体均衡子模块(I)、均衡主模块(2 )、开关网络(3)、N个集成电压采集电路(4)、微控制器(6)、第一能量传输总线(18)、第二能量传输总线(19)、第三能量传输总线(20)和第四能量传输总线(21)，开关网络(3)包括2N+1个开关M1至M2N+1，所述2N个三单体电池模块与2N个三单体均衡子模块(I) 一一对应设置； 2N个三单体电池模块分成N组电池模块，每组电池模块包括两个三单体电池模块，每个集成电压采集电路(4)采集一组电池模块的端电压，并将采集的端电压发送给微控制器(6)； 第2N个三单体均衡子模块(I)的一端与均衡主模块(2)的第一端口连接于节点a，第I个三单体均衡子模块(I)的一端与均衡主模块(2)的第二端口连接于节点f，均衡主模块(2)的第三端口通过第一能量传输总线(18)连接于接口 b，均衡主模块(2)的第四端口通过第二能量传输总线(19)连接于节点C，均衡主模块(2)的第五端口通过第四能量传输总线(21)连接于节点d，均衡主模块(2)的第六端口通过第三能量传输总线(20)连接于连接口e ； 微控制器(6)内部集成有A/D转换器、SPI总线模块和CAN总线模块，微控制器(6)通过SPI总线向集成电压采集电路(4)发送指令并接收电压采集结果，微控制器(6)控制三单体均衡子模块(I)和均衡主模块(2)的启动和停止，微控制器(6)控制开关网络(3)中M1至仏,+1开关的接通和断开； 2N个三单体电池模块串联形成2N-1个中间连接点，以临近锂离子电池组(10)正极端的中间连接点为第I中间连接点，第1、2、3......N个中间连接点中奇数序号的中间连接点通过开关网络(3)中的开关和第一能量传输总线(18)与连接口 b连接，偶数序号的中间连接点通过开关网络(3)中的开关和第二能量传输总线(19)与连接口 c连接；第奸1、奸2……2N-1个中间连接点中的奇数序号的中间连接点通过开关网络(3)中的开关和第四能量传输总线(21)与连接口 d连接，第N+1、N+2……2N-1个中间连接点中的偶数序号的中间连接点通过开关网络(3)中的开关和第三能量传输总线(20)与连接口 e连接。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组模块化快速均衡电路，其特征在于，所述三单体均衡子模块(I)包括4个霍尔电流采集电路、4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池组模块化快速均衡电路，它包括锂离子电池组（10），所述锂离子电池组（10）由6N节锂离子电池串联构成，N为大于或等于3的正整数，其特征在于，锂离子电池组（10）分为2N个三单体电池模块，每个三单体电池模块由相邻的三节锂离子电池组成，锂离子电池组模块化快速均衡电路还包括2N个三单体均衡子模块（1）、均衡主模块（2）、开关网络（3）、N个集成电压采集电路（4）、微控制器（6）、第一能量传输总线（18）、第二能量传输总线（19）、第三能量传输总线（20）和第四能量传输总线（21），开关网络（3）包括2N+1个开关M1至M2N+1，所述2N个三单体电池模块与2N个三单体均衡子模块（1）一一对应设置；2N个三单体电池模块分成N组电池模块，每组电池模块包括两个三单体电池模块，每个集成电压采集电路（4）采集一组电池模块的端电压，并将采集的端电压发送给微控制器（6）；第2N个三单体均衡子模块（1）的一端与均衡主模块（2）的第一端口连接于节点a，第1个三单体均衡子模块（1）的一端与均衡主模块（2）的第二端口连接于节点f，均衡主模块（2）的第三端口通过第一能量传输总线（18）连接于接口b，均衡主模块（2）的第四端口通过第二能量传输总线（19）连接于节点c，均衡主模块（2）的第五端口通过第四能量传输总线（21）连接于节点d，均衡主模块（2）的第六端口通过第三能量传输总线（20）连接于连接口e；微控制器（6）内部集成有A/D转换器、SPI总线模块和CAN总线模块，微控制器（6）通过SPI总线向集成电压采集电路（4）发送指令并接收电压采集结果，微控制器（6）控制三单体均衡子模块（1）和均衡主模块（2）的启动和停止，微控制器（6）控制开关网络（3）中M1至M2N+1开关的接通和断开；2N个三单体电池模块串联形成2N?1个中间连接点，以临近锂离子电池组（10）正极端的中间连接点为第1中间连接点，第1、2、3……N个中间连接点中奇数序号的中间连接点通过开关网络（3）中的开关和第一能量传输总线（18）与连接口b连接，偶数序号的中间连接点通过开关网络（3）中的开关和第二能量传输总线（19）与连接口c连接；第N+1、N+2……2N?1个中间连接点中的奇数序号的中间连接点通过开关网络（3）中的开关和第四能量传输总线（21）与连接口d连接，第N+1、N+2……2N?1个中间连接点中的偶数序号的中间连接点通过开关网络（3）中的开关和第三能量传输总线（20）与连接口e连 接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱春波，孙金磊，魏国，逯仁贵，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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