[发明专利]能量转移型的动力电池组快速均衡系统及控制方法

权利要求书

1.能量转移型的动力电池组快速均衡系统，它包括动力电池组单体电池电压及飞渡电容电压检测网络(1)、电流传感器及信号调理电路(2)、单片机(3)、电量转移通道(4)、第一滤波电路(5)、双向buck-boost变换器(6)、第二滤波电路(7)和飞渡电容(8)；

动力电池组单体电池电压及飞渡电容电压检测网络(1)：连接被均衡的动力电池组和飞渡电容(8)以检测电池组各单体电池电压值和飞渡电容的电压值，并将采集到的电压值分别传递给单片机(3)；

电流传感器及信号调理电路(2)：与电池组连接，以检测动力电池组充放电电流，把检测到的电流值传送给单片机(3)以便控制均衡电流的大小；

单片机(3)：通过对采集到的电压和电流值进行一定的运算，输出控制双向buck-boost变换器(6)中的MOSFET工作的PWM驱动信号，控制双向buck-boost变换器(6)中的电流大小和流动方向，同时通过控制电量转移通道(4)中多个相应继电器的导通与关断，最终实现被均衡电池单体与飞渡电容8之间的电量转移；

电量转移通道(4)：一端连接第一滤波电路(5)，另一端分别连接在n节动力电池单体串联构成的动力电池组的n+1个节点上；

第一滤波电路(5)：一端与电量转移通道(4)相连，另一端与双向buck-boost变换器(6)相连，使电量转移通道(4)向双向buck-boost变换器(6)转移电量时的转移电流和双向buck-boost变换器(6)向转移通道(4)转移电量时的转移电流保持平稳；

双向buck-boost变换器(6)：一端连接第一滤波电路(5)，另一端连接第二滤波电路(7)，以实现电能在第一滤波器和第二滤波器之间的双向流动及流动方向的控制；

第二滤波电路(7)：一端与双向buck-boost变换器(6)相连，另一端与飞渡电容(8)相连，使双向buck-boost变换器(6)向飞渡电容转移电量时的转移电流和飞渡电容(8)向双向buck-boost变换器(6)移电量时的转移电流保持平稳；

飞渡电容(8)：飞渡电容(8)由超级电容单体或超级电容组组成，其的正负极与第二滤波电路相应端相连，选择作为飞渡电容的荷电容量与被均衡的电池组单体电池容量大致相同，其额定电压与被均衡后电池组单体额定电压相同，在整个均衡主电路电量转移过程中起到“中转站”的作用。

2.根据权利要求1所述的能量转移型的动力电池组快速均衡系统，其特征在于第一滤波电路(5)、双向buck-boost变换器(6)和第二滤波电路(7)一起构成了改进型的双向buck-boost变换器；该变换器由一号开关管(Q1)、二号开关管(Q2)、二极管D1、二级管D2、电感L、一号开关管(Q1)缓冲电容C5和二号开关管(Q2)缓冲电容C6以及一号MOS驱动器和二号MOS驱动器组成，第一滤波电路(5)由电感L1、电感L2、电容C1、电容C2组成，第二滤波电路(7)由电感L3、电感L4、电容C3和电容C4组成，电感L1的一端连接一号开关(SS1)的一个静端和二号开关(SS2)的一个静端，电感L1的另一端连接电感L2的一端和电容C1的正极接线端，电感L2的另一端连接电容C2的正极、一号开关管(Q1)的一极、电容C5的一端和二极管D1的负极，一号开关管(Q1)的另一极连接电容C5的另一端、二极管D1的正极、电感L的一端、二级管D2的正极连接电容C6的另一端、二号开关管(Q2)的另一极、电容C3的负极、电容C4的负极和飞渡电容C_F的负极，飞渡电容C_F的正极连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接电容C4的正极和电感L3的一端，电感L3的另一端连接电容C3的正极、电感L的另一端、电容C2的负极、电容C1的负极、二号开关(SS2)的一个静端和一号开关(SS1)的另一个动端。一号MOS驱动器和二号MOS驱动器的驱动信输出端分别连接一号功率管(Q1)的控制端和二号功率管(Q2)的控制端，一号MOS驱动器信号(PWM1)和二号MOS驱动信号(PWM2)由单片机(3)控制产生。