基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的鋰電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的鋰電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)及方法，包括：均衡主控制器、開關(guān)陣列、雙向DC/DC、超級(jí)電容、電流檢測電量計(jì)算裝置、16位譯碼器及驅(qū)動(dòng)電路。均衡主控制器獲得單電池電壓巡檢值作為均衡狀態(tài)依據(jù)，利用開關(guān)陣列選通任意待均衡電池接入均衡總線。全橋型可調(diào)變比雙向DC/DC前級(jí)連接均衡總線，后級(jí)接超級(jí)電容，并通過電流檢測電量計(jì)算裝置計(jì)算均衡損失的電量。均衡主控制器通過雙向DC/DC實(shí)現(xiàn)高電量電池向超級(jí)電容充電，超級(jí)電容儲(chǔ)存電量后再通過雙向DC/DC向低電量電池放電，直到均衡狀態(tài)。本發(fā)明通過超級(jí)電容儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移電量，實(shí)現(xiàn)對鋰電池組的主動(dòng)均衡，對延長鋰電池組壽命具有重要意義。
【專利說明】
基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的裡電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電池能量均衡技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的裡電池 組主動(dòng)均衡系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，新能源汽車正在成為全球趨勢，純電動(dòng)汽車和混合電動(dòng)汽車等市場份額正 W逐步增加，而石化燃油汽車逐漸減少。動(dòng)力能源是新能源汽車上核屯、的組成部分，將電能 運(yùn)用在汽車上的新能源汽車，具有傳統(tǒng)石化能源汽車無法比擬的眾多優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 裡電池是目前最好的儲(chǔ)電裝置，具有高能量密度、高電壓、無污染、循環(huán)壽命高、無 記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，裡電技術(shù)目前使用廣泛、技術(shù)成熟，應(yīng)用在電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)很合適。超 級(jí)電容具有充電速度快、循環(huán)使用壽命長、瞬間功率大等優(yōu)點(diǎn)，很適合在電量轉(zhuǎn)移過程中作 為電能暫存裝置。
[0004] 裡電池組由多塊單體電池串聯(lián)而成，由于單電池個(gè)體之間存在差異，如自放電率 不同、內(nèi)阻不同、端電壓不同等，運(yùn)就導(dǎo)致了電池組的不一致性。電池組的不一致性造成的 后果就是電池使用效率的降低，運(yùn)會(huì)直接影響電動(dòng)汽車的功率性能。通過電池均衡技術(shù)可 W減小運(yùn)種不一致性。
[0005] 電池均衡是電池管理系統(tǒng)一項(xiàng)重要的功能，為了實(shí)現(xiàn)對電池的均衡控制又不浪費(fèi) 能量，當(dāng)電池組中電池的容量差異達(dá)到影響電池組整體狀態(tài)或者說達(dá)到預(yù)先設(shè)定的闊值 時(shí)，電池管理系統(tǒng)就通過開啟均衡電路使電池容量趨于均衡，運(yùn)個(gè)過程就是所謂的電池均 衡管理。電池均衡分為耗散型和主動(dòng)均衡型，耗散型是將電池組高電量單電池釋放，主動(dòng)均 衡型是利用電力電子技術(shù)使電能在電池組內(nèi)部轉(zhuǎn)移的均衡控制。相比而言，后者具有電量 損失少，能量效率高的優(yōu)點(diǎn)，更適合在對電能容量要求高的汽車上使用。
[0006] 目前的均衡系統(tǒng)大多忽略了均衡中電量的損失。但實(shí)時(shí)上，均衡轉(zhuǎn)移能量效率不 可能為100%，因此為了使電池組SOC更加準(zhǔn)確，理應(yīng)考慮到運(yùn)點(diǎn)。電量轉(zhuǎn)移僅用單純的電感 或電容，均衡效果并不好。
[0007] 總體來講，在近些年來，電池管理系統(tǒng)技術(shù)有了很大的提高，許多方面已經(jīng)進(jìn)入實(shí) 際應(yīng)用階段，但電池均衡仍然不夠完善，還需要進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明提供了一種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的裡電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)及方法，本發(fā) 明能夠在動(dòng)態(tài)或靜態(tài)條件下實(shí)時(shí)均衡多節(jié)串聯(lián)大功率電池，使用MOSFET開關(guān)陣列能選擇任 意單節(jié)或相鄰多節(jié)電池可W高效地同時(shí)均衡，利用全橋雙向可調(diào)變比DC/DC具有更大的調(diào) 壓范圍，閉環(huán)反饋恒流控制，精確計(jì)算損失電量，W克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0010] -種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的裡電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)，包括均衡主控制器、 MOSFET開關(guān)陣列、雙向DC/DC、超級(jí)電容、電流檢測電量計(jì)算裝置、譯碼器及驅(qū)動(dòng)電路。
[00川本發(fā)明在開關(guān)選通上采用每節(jié)電池獨(dú)立引線，每節(jié)電池分別由兩個(gè)獨(dú)立的MOS陽T 開關(guān)控制，分別記為K+、K-，且所有與單節(jié)電池負(fù)極相連的開關(guān)由一個(gè)譯碼器選通，且所有 與單節(jié)電池正極相連的開關(guān)由另一個(gè)譯碼器選通。
[0012] 此方案可W選通任意單節(jié)或者相鄰多節(jié)電池，假如檢測到電池組多相鄰單節(jié)電池 參數(shù)相近，則可把它們作為整體進(jìn)行均衡，大大提高了系統(tǒng)效率;兩譯碼器同時(shí)只能選通某 一路K-和一路K+接入均衡電路，大大減小了開關(guān)管誤導(dǎo)通發(fā)生的短路危險(xiǎn)，另外也可W減 少控制MOSFET開關(guān)陣列需求的主控忍片I/O端口數(shù)。例如本發(fā)明16節(jié)電池32控制開關(guān)，理論 上需32個(gè)主控忍片的控制I/O端口，但有了選通譯碼器后可將I/O口需求減小到8個(gè)，有利減 輕了主控忍片負(fù)擔(dān)。
[0013] 在均衡轉(zhuǎn)移電量方案上采用高電量電池通過雙向DC/DC正向變壓對超級(jí)電容放 電，然后超級(jí)電容通過此DC/DC逆向?qū)Φ碗娏侩姵爻潆姡粩鄼z測不斷循環(huán)，最終達(dá)到電量 均衡的目的。由于選取均衡電池的電壓范圍比較大，在全橋雙向DC/DC上改進(jìn)是中間變壓器 采用可調(diào)變比的方案，通過不同的變比來適應(yīng)每一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換需求。
[0014] 此方案有了中間級(jí)DC/DC，可W實(shí)現(xiàn)不同電壓電池組與超級(jí)電容間充放電，多節(jié)相 鄰電池同時(shí)均衡，對超級(jí)電容的電壓等級(jí)要求降低。對比與雙向BUCK/B00ST電路，采用全橋 雙向DC/DC帶負(fù)載能力強(qiáng)。
[0015] 在與電池相連的DC/DC前級(jí)回路上，加入輸入輸出電量計(jì)算裝置，通過電流霍爾傳 感器實(shí)時(shí)檢測線路電流，進(jìn)而計(jì)算個(gè)電池組在均衡過程中得到和付出的電量，其差值即為 能量損耗。通過運(yùn)校準(zhǔn)電池管理系統(tǒng)電池SOC值，使其更加精確。
[0016] 此方案使電池組實(shí)際剩余電量更準(zhǔn)確。電池管理系統(tǒng)一個(gè)很重要的因素就是剩余 電量，目前的均衡系統(tǒng)大多忽略了均衡中電量的損失。但實(shí)時(shí)上，均衡轉(zhuǎn)移能量效率不可能 為100 %，因此為了使SOC更加準(zhǔn)確，理應(yīng)考慮到運(yùn)點(diǎn)。通過運(yùn)個(gè)方法，電池組的總消耗電量 等于負(fù)載輸出電量加上均衡損失電量。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有的電池均衡系統(tǒng)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[001引（1)采用MOSFET開關(guān)管控制單電池開斷，保證了電池組大功率大電流的需求。利用 兩個(gè)譯碼器控制選通運(yùn)些開關(guān)管，不僅節(jié)省了很多主控制器I/O端口，而且實(shí)現(xiàn)硬件互鎖， 進(jìn)一步保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。
[0019] (2)采用全橋雙向可調(diào)變比DC/DC，實(shí)現(xiàn)了能量雙向流動(dòng)，帶負(fù)載能力更強(qiáng)，在電壓 轉(zhuǎn)換上具有更大范圍，滿足上述任何情境下的轉(zhuǎn)換要求。電流檢測閉環(huán)反饋控制DC/DC占空 比，控制回路恒流輸出，可W進(jìn)一步提高電池組能量流動(dòng)的安全性。
[0020] (3)考慮了電池組在均衡過程中的能量損失，加入電流檢測電量計(jì)算模塊，精確計(jì) 算均衡系統(tǒng)中電池組的電量損失。回饋給電池管理系統(tǒng)，校正剩余電量值。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明均衡系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明電池組總開關(guān)陣列選通示意圖。
[0023] 圖3為本發(fā)明譯碼器單極選通電路圖。
[0024] 圖4為本發(fā)明寬范圍全橋雙向DC/DC模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026] 本發(fā)明W16節(jié)串聯(lián)的大容量憐酸鐵裡電池為研究對象，單節(jié)容量為40AH，標(biāo)稱電 壓為3.2V，充電截止電壓為3.4V，放電截止電壓為2.7V?？傮w結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
[0027] 如圖2所示，總電池組對外供電端正負(fù)極保持獨(dú)立輸出。均衡引線端分別從每個(gè)單 節(jié)電池的兩極引出，每根均衡引出線的通斷均由MOSFET導(dǎo)通或截至，組成的開關(guān)陣列排列 如圖2。所有與單電池負(fù)極相連的MOSFET另一端連接在一起組成選通總線V-，與單電池正極 相連的MOSFET另一端連接在一起組成選通總線V+，該V+、V-作為電池組的放電輸出充電輸 入端口，連接DC/DC的前級(jí)。
[002引如每一個(gè)MOSFET都由一個(gè)主控輸出I/O 口控制，則會(huì)對主控忍片引腳要求比較高， 但由于在開關(guān)陣列選通時(shí)，任何時(shí)刻只有一個(gè)連接V-和一個(gè)連接V+的MOSFET導(dǎo)通，例如下 表：
[00291
[0
[0031] 加入74LS154譯碼器，分別控制兩組MOSFET開關(guān)，如圖3，也實(shí)現(xiàn)了每個(gè)時(shí)刻分別只 導(dǎo)通一路的要求，避免了因多路導(dǎo)通造成的短路危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)硬件互鎖?？芍x通V-的譯碼器 輸出永遠(yuǎn)比選通V+的譯碼器輸出小，加入比較程序同時(shí)亦可實(shí)現(xiàn)軟件互鎖。
[0032] 理論上控制32個(gè)MOSFET需要32路主控I/O端口，加入運(yùn)兩個(gè)譯碼器，現(xiàn)在只需8路 控制I/O端口，大大節(jié)省了主控忍片資源。
[0033] 每節(jié)電池的正常工作電壓范圍是2.7~3.4V，則選通1~16節(jié)電池的電壓范圍為 2.7~54V。選取的雙向DC/DC結(jié)構(gòu)如圖4所示，均衡電量轉(zhuǎn)移裝置選取2.7V超級(jí)電容，中間級(jí) 變壓器選則可調(diào)變比型，并計(jì)算其可行性。
[0034] 全橋DC/DC每個(gè)開關(guān)各自的占空比不能超過50%，保有余量假定控制的PWM占空比 為10%.~50%，有
[0035]
[0036]
[0037] 當(dāng)變壓器變比n = N2/Nl = l時(shí)，可均衡電壓范圍化= 2.7~13.5V。
[003引當(dāng)變壓器變比n = N2/Nl = 1/2時(shí)，可均衡電壓范圍化=5.4~27V。
[0039] 當(dāng)變壓器變比n = N2/Nl = 1/3時(shí)，可均衡電壓范圍化=8.1~40.5V。
[0040] 當(dāng)變壓器變比n = N2/Nl = 1/4時(shí)，可均衡電壓范圍化=10.8~54V。
[0041] 由此選用兩級(jí)變比變壓器即可實(shí)現(xiàn)，變比分別為1和1/4。
[0042] 雙向DC/DC的前后兩級(jí)分別有電流霍爾傳感器采集回路電流，一方面提供反饋回 路信號(hào)，通過PI調(diào)節(jié)使DC/DC電流恒定。
[0043] DC/DC前級(jí)電流霍爾傳感器實(shí)時(shí)采集電池組均衡輸出輸入回路電流，通過安時(shí)電 量計(jì)算
[0044]
[0045] 電流霍爾傳感器可W采集的電流可正可負(fù)，通過電量計(jì)量裝置可準(zhǔn)確區(qū)分并計(jì)算 電池組在均衡電路中輸入和輸出的電量。例如四節(jié)電池，均衡前的電量為Ql、Q2、Q3、Q4，檢 測到Ql電量最高并分別對其他電池放電，最終平衡電量95、96、97、98，則計(jì)量得電池組總放 出電量為Q1-Q5,總得到電量為Q6+Q7+Q8-Q1-Q2-Q3,均衡效率和均衡損失電量可W得出。
[0046] 整個(gè)電池均衡系統(tǒng)的流程是通過CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議調(diào)用BMS電壓巡檢系統(tǒng)單電池電壓 值，經(jīng)過算法濾波作為均衡狀態(tài)依據(jù)。串聯(lián)電池組的每極單獨(dú)引線由MOSFET控制組成開關(guān) 陣列，由主控忍片控制譯碼器選通兩路引線導(dǎo)通，此時(shí)選通接入均衡回路的單電池或相鄰 多節(jié)電池是需要放電或充電的待均衡電池，并入電池均衡總線V+、V-。選通后的電池經(jīng)過選 用的全橋雙向DC/DC，在選通高電量電池放電時(shí)，DC/DC正向工作，向超級(jí)電容儲(chǔ)能，前級(jí)驅(qū) 動(dòng)開關(guān)管工作，后級(jí)截至，中間級(jí)變壓器根據(jù)前級(jí)輸入電壓選擇變比；在選通低電量電池充 電時(shí)，DC/DC反向工作，超級(jí)電容釋放能量，后級(jí)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管工作，前級(jí)截至，中間級(jí)變壓器 根據(jù)待充電電池電壓選擇變比。整個(gè)DC/DC電量轉(zhuǎn)移回路，均由電流閉環(huán)PI調(diào)節(jié)控制回路 電量恒流轉(zhuǎn)移。均衡DC/DC回路電池是電池組能量轉(zhuǎn)移的表現(xiàn)形式，W此通過電量安時(shí)計(jì)量 法，計(jì)算均衡過程中電池組轉(zhuǎn)移出和轉(zhuǎn)移進(jìn)的電量，其差值為均衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)移損失電量，再由 主控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)總線回饋給BMS，校正總電池組剩余電量。
[0047] 基于裡電池組電池狀態(tài)的均衡控制方法，將電池組按照電壓值分類組合，計(jì)算電 池組平均電壓化ef，最高電壓與平均電壓差VI，最低電壓與平均電壓差V2?？刂品椒椋?br>[004引 （1)當(dāng)電池組電壓差Vl〉0. 15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為兩組，電 壓區(qū)間分別為[Vref+0.05,化ef+0.15]、[化ef+0.15,化ef+Vl]，判斷在后一個(gè)區(qū)間里、相鄰 電池節(jié)數(shù)最多的電池單元對超級(jí)電容放電；
[0049 ] (2)當(dāng)電池組電壓差0.05<V1 <0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為一 組，電壓區(qū)間為[Vref+0.05，Vref+Vl]，判斷在運(yùn)個(gè)區(qū)間里、相鄰電池節(jié)數(shù)最多電池單元對 超級(jí)電容放電；
[0050] (3)當(dāng)電池組電壓差V2〉0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為兩組，電 壓區(qū)間分別為[Vref-0.05,化ef-0.15]、[化ef-0.15,化ef-Vl]，判斷在后一個(gè)區(qū)間里、相鄰 電池節(jié)數(shù)最多的電池單元用超級(jí)電容充電；
[0051] (4)當(dāng)電池組電壓差0.05<V2<0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為一 組，電壓區(qū)間為[Vref-0.05 ,Vref-VlL判斷在運(yùn)個(gè)區(qū)間里、相鄰電池節(jié)數(shù)最多電池單元用 超級(jí)電容充電；
[0化2] 電池為16節(jié)單節(jié)容量X Ah(例40Ah)憐酸鐵裡電池、內(nèi)阻r，超級(jí)電容選用2.7V電容 值Y F(例3000巧，其中X，Y分別代表電池容量數(shù)值和電容容量數(shù)值，控制方法為：
[0化3] (I)當(dāng)電池組電壓差V1〉0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量正向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒 流I=X/5、正向流動(dòng)對超級(jí)電容放電時(shí)間TKmin(巧Y，1800)。（1800為單節(jié)電池WI=X/5放 電10%所需時(shí)間）
[0054] (2)當(dāng)電池組電壓差0.05<VK0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量正向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控 制恒流I = X/10、正向流動(dòng)對超級(jí)電容放電時(shí)間T1 <min (巧Y，360)。（ 360為單節(jié)電池WI = X/ 10放電1%所需時(shí)間）
[0055] (3)當(dāng)電池組電壓差V2〉0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量反向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒 流I=X/5、反向流動(dòng)用超級(jí)電容充電時(shí)間T2<min(巧￥，1800)。（1800為單節(jié)電池^1=乂/5充 電10%所需時(shí)間）
[0056] (4)當(dāng)電池組電壓差0.05<V2<0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量反向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控 制恒流I=X/10、反向流動(dòng)用超級(jí)電容充電時(shí)間T2<min(巧Y，360)d(360為單節(jié)電池Wl=X/ 10充電1 %所需時(shí)間）
[0057] 本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的鋰電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)，包括均衡主控制器、MOSFET 開關(guān)陣列、雙向DC/DC、超級(jí)電容、電流檢測電量計(jì)算裝置、譯碼器及驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于： 均衡主控制器:通過CAN總線獲得BMS傳來的單電池電壓巡檢值，并作為均衡狀態(tài)依據(jù)， 利用MOSFET開關(guān)陣列選通任意單節(jié)或相鄰多節(jié)待均衡電池接入均衡總線V+、V-。 雙向DC/DC:由全橋電路正反構(gòu)成全橋雙向DC/DC，經(jīng)過直流-交流-直流的變化，實(shí)現(xiàn)電 壓等級(jí)的變化，正向時(shí)左側(cè)開關(guān)管工作右側(cè)開關(guān)管關(guān)斷，二極管做整流，反向時(shí)則反之；中 間級(jí)變壓器采用可調(diào)變比型，由主控芯片檢測到均衡電池電壓時(shí)，判斷所屬電壓范圍并選 擇對應(yīng)的變比;DC/DC前后兩級(jí)都由霍爾電流傳感器采集電流，回路中的電流值即作為恒流 反饋、也作為電量計(jì)算依據(jù)； 若DC/DC前級(jí)為1~16內(nèi)任選節(jié)數(shù)電池電壓2.7~51.2￥時(shí)，0(：/0(：后級(jí)為2.7￥超級(jí)電容 時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通占空比10%~50%，計(jì)算其在n=l的可變電壓為2.7~13.5V，其在n = 1/4的 可變電壓為10.8~54V.因此在上述寬范圍選擇變比為1/4兩級(jí)變比可調(diào)變壓器； 電流檢測電量計(jì)算裝置:均衡中考慮到電量轉(zhuǎn)移的電量損失，加入電流檢測電量計(jì)算 裝置，DC/DC的前級(jí)加入霍爾電流傳感器電流檢測模塊，根據(jù)安時(shí)法計(jì)算電量，以電池組在 均衡過程中輸入輸出的電量差精確計(jì)算電池組均衡損耗電量，通過校準(zhǔn)電池管理系統(tǒng)電池 S0C值，使其更加精確;在均衡電池組選通輸出V+、V-回路檢測正向反向電流，正向?yàn)殡姵?組輸出電流反向?yàn)檩斎腚娏?，根?jù)安時(shí)計(jì)量法計(jì)算電池組在此均衡中輸入輸出的電量，其 差值為轉(zhuǎn)移損失電量。通過電池管理系統(tǒng)CAN總線送入S0C計(jì)算主控器矯正誤差，解決了目 前因忽略電量轉(zhuǎn)移電量損失造成S0C不精確的問題； MOSFET開關(guān)陣列：每節(jié)電池單獨(dú)引線，每節(jié)電池都有相應(yīng)的正極和負(fù)極引線，分別由 MOSFET開關(guān)管控制，所有與單電池負(fù)極相連的MOSFET為一組，與正極相連的為另一組。在選 擇目標(biāo)電池的時(shí)候，每組同時(shí)值只通一個(gè)，可以任意選取單節(jié)電池或相鄰的多節(jié)電池，并且 任意情況下，輸入DC/DC前級(jí)的直流電壓極性不變； 譯碼器:通過兩個(gè)譯碼器分別選通兩組MOSFET開關(guān)，不僅大大節(jié)省了主控芯片的輸出 引腳，而且在電路上實(shí)現(xiàn)了硬件互鎖。16節(jié)串聯(lián)電池，理論上需要32個(gè)芯片輸出口控制 MOSFET開關(guān)，但將所有單節(jié)電池 V+相連的MOSFET由第一個(gè)74LS154譯碼器控制，將所有單節(jié) 電池 V-相連的MOSFET由第二個(gè)74LS154譯碼器控制，只需要8個(gè)芯片輸出口控制兩個(gè)譯碼 器。另外每個(gè)譯碼器同時(shí)只能導(dǎo)通一路，也就是每時(shí)刻只有一個(gè)V+和V-與DC/DC相連。2. 利用權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的鋰電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)的主動(dòng)均衡 控制方法是： 調(diào)用電池管理系統(tǒng)電壓巡檢的電壓值，經(jīng)過算法濾波，以電壓作為均衡的依據(jù)，均衡與 電壓巡檢通過CAN總線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，將每節(jié)電池的電壓參數(shù)作為狀態(tài)依據(jù)，通過電池組內(nèi) 電池單元電壓差值情況，制定不同的均衡方法，具體為： 將電池組按照電壓值分類組合，計(jì)算電池組平均電壓Vref，最高電壓與平均電壓差VI， 最低電壓與平均電壓差V2。其控制方法為： (1) 當(dāng)電池組電壓差VI>0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為兩組，電壓區(qū) 間分別為[￥代€+0.05，￥代€+0.15]、[￥代€+0.15，代€+￥1]，判斷在后一個(gè)區(qū)間里、相鄰電池 節(jié)數(shù)最多的電池單元對超級(jí)電容放電； (2) 當(dāng)電池組電壓差0.05〈V1〈0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為一組， 電壓區(qū)間為[￥^€+0.05，'\^6€+￥1]，判斷在這個(gè)區(qū)間里、相鄰電池節(jié)數(shù)最多電池單元對超級(jí) 電容放電； (3) 當(dāng)電池組電壓差V2>0.15V時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為兩組，電壓區(qū) 間分別為[#6卜0.05，￥^卜0.15]、[￥代卜0.15，代卜￥1]，判斷在后一個(gè)區(qū)間里、相鄰電池 節(jié)數(shù)最多的電池單元用超級(jí)電容充電； (4) 當(dāng)電池組電壓差0.05〈￥2〈0.15￥時(shí)，將電壓超過基準(zhǔn)電壓的電池按電壓分為一組， 電壓區(qū)間為[Vref-0.05，Vref-Vl]，判斷在這個(gè)區(qū)間里、相鄰電池節(jié)數(shù)最多電池單元用超級(jí) 電容充電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于超級(jí)電容儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移的鋰電池組主動(dòng)均衡系統(tǒng)的主動(dòng) 均衡控制方法，其特征在于:計(jì)算電池組平均電壓Vref，最高電壓與平均電壓差VI，最低電 壓與平均電壓差V2。電池為16節(jié)單節(jié)容量X Ah磷酸鐵鋰電池、內(nèi)阻r，超級(jí)電容選用2.7V電 容值Y F，其中X，Y分別代表電池容量數(shù)值和電容容量數(shù)值，其控制方法為： (1) 當(dāng)電池組電壓差V1>0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量正向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒流I = X/5、正向流動(dòng)對超級(jí)電容放電時(shí)間T1〈min(r*Y，1800); (2) 當(dāng)電池組電壓差0.05〈V〈0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量正向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒 流I=X/10、正向流動(dòng)對超級(jí)電容放電時(shí)間Tl〈min(r*Y，360); (3) 當(dāng)電池組電壓差V2>0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量反向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒流I = X/5、反向流動(dòng)用超級(jí)電容充電時(shí)間T2〈min(r*Y，1800); (4) 當(dāng)電池組電壓差0.05〈V2〈0.15V時(shí)，控制雙向DC/DC能量反向流動(dòng)，閉環(huán)反饋控制恒 流I=X/10、反向流動(dòng)用超級(jí)電容充電時(shí)間T2〈min(r*Y，360)。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK105939034SQ201610185892
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】謝長君, 程哲, 全書海, 江逸洵, 石嵩, 別業(yè)偉, 石英, 黃亮, 陳啟宏, 張立炎
【申請人】武漢理工大學(xué)