[发明专利]动力电池组电压变换系统与变换方法

权利要求书

1.一种动力电池组电压变换系统，其特征在于包括对动力电池组模块进行采样的电压监测模块，用于实现电池动态连接的开关矩阵，用于控制开关矩阵中各个开关开闭和电压信号采集的控制模块；所述的控制模块分别与电压检测模块与开关矩阵相连，根据各单体电池的电压值和输出电压的目标值信息计算优化后的电池连接方式；

其中，所述的动力电池组模块由C₁、C₂、C₃……C_n个n个电池单体组成，且n＞1，即至少由两个单体电池串联构成。

2.按权利要求1所述的系统，其特征在于：

①用于单体电池动态连接的开关矩阵，使用机械开关或者继电器、MOSFET电子开关以导通网络的形式实现，通过控制每个开关的开闭以形成不同的通路，连接单体电池对外供电；

②电压监测模块由电压采样电路和接口电路组成，用于测量每个单体电池的电压值，使用开关矩阵形成测量信号的选通路径，或使用电阻分压或单刀多掷开关单独的测量模块；

③控制模块同时和电压监测模块和开关矩阵模块进行通讯，控制模块利用以电压优化目标的贪心算法策略，针对不同的负载电压需求，计算最佳的电池组合方式和相应的连接方式，然后向开关矩阵模块输出各个开关的控制信号。

3.按权利要求1或2所述的系统，其特征在于电压监测模块将每个单体电池的电压测量值发送给控制模块。

4.利用权利要求1或2所述的电压变换系统的电池组电压变换方法，其特征在于通过调整单体电池的使用数量来输出不同的负载电压，当负载需要较高的电压时，增加单体电池的数量，反之则减少；具体步骤是：

步骤1、获取负载所需的供电电压；

步骤2、通过电压监测模块测量每个单体电池的端电压，并传送给控制模块；

步骤3、控制模块根据负载所需电压和每个单体电池电压，判断需要使用单体电池数量，并优化单体电池的连接结构；

步骤4、控制模块根据单体电池的连接结构要求判断开关矩阵中每个开关的工作状态，并向开关矩阵模块输出相应控制信号；

步骤5、电源系统以负载所需电压对外供电，当负载所需电压变化或者所用单体电池电压下降较大时可以动态调整，重新实施整个过程。

5.按权利要求4所述的电压变换方法，其特征在于当每个电池单体对应正负极和公共引线各接一个开关共三个开关时，其控制模块计算的优化连接方式中包括该电池时，则和正负极连接的开关闭合，而对位公共引线的开关打开；若控制模块计算的优化连接方式中不包括该电池，则和正负极连接的开关打开，而对位公共引线的开关闭合。

6.按权利要求4所述的电压变换方法，其特征在于当负载所需供电电压为V，电压监测模块测得各单体电池的电压依次为V₁、V₂……、V_n，n＞1，以单体电压高的为选择标准，不断增加串联电池的数量，直到已选单体电池的电压和大于V为止。

7.按权利要求4所述的变换方法，其特征在于当负载对输出电压要求高时，在整个系统之后连接一个LDO电压变换器，通过调整单位电池数量，使输出电压与负载要求电压压值小于4伏，使转换效率提高。