[发明专利]车载动力锂离子电池组主动均衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体是涉及一种车载动力锂离子电池组主动均衡系统。

背景技术

作为一种新型的能源技术，磷酸铁锂电池单节电压较低，在实际使用过程中如电动大巴的动力电池组必须串联大量的单体电池才能达到动力系统所需要的电压值。由于电池生产从原料开始到产品需要经过多道复杂的工序，即使每道工序都经过严格的程序控制，也不可能做到每只电池在下生产线时的电压、内阻、容量完全一致，总会存在一些微小的差异。随着电池的使用，由于热差异等环境因素的影响，这些微小的差异会被放大，使得串联电池间的性能差异越来越大。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种车载动力锂离子电池组主动均衡系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种车载动力锂离子电池组主动均衡系统，包括：

锂电池组模块，由若干节单体电池串联组成；

BMS从机模块，采集锂电池组模块的电池组总电压信息和各单体电池的单体电压信息；

均衡主控模块，接收自BMS从机模块所传递的电压信息，控制均衡模块组对锂电池组模块内的各单体电池进行均衡；

均衡模块组，由分别与对应单体电池相并联的若干均衡模块单元组成，所述均衡模块单元包括一个反激变压器和两个开关管，开关管分别串接到反激变压器的原边绕组与副边绕组，每个均衡模块单元的反激变压器的原边绕组与其对应的该单体电池的正负极连接，副边绕组均连接至功率总线，原边绕组上串联的开关管串接在原边绕组的非同名端，副边绕组上串联的开关管串接在副边绕组的同名端。

优选的，所述开关管为MOSFET开关管。

优选的，所述反激变压器为双向可逆平面反激变压器。

本发明的车载动力锂离子电池组主动均衡系统，其有益效果表现在：

1）、均衡主控模块通过PWM信号控制每个均衡模块单元反激变压器原边与副边绕组上串接的两个开关管的导通状态，通过均衡策略控制反激变压器原边绕组和副边绕组上串接的开关管的导通顺序，实现能量从能量较高单体转移至能量较低单体。N个单体电池之间通过直接或间接能量转移，最终实现N个单体之间的能量均衡。

2）、可以实现任意两个单体电池间的能量均衡，最终实现所有单体电池间的能量平衡，均衡效率高、均衡电流大、易于实现、适应性好，能有效的提高锂离子电池组的利用率，提升电池放电能力和使用寿命。

3）、本发明的车载动力锂离子电池组主动均衡系统，减轻甚至消除动力电池组使用的不均衡性，有效抑制电池间的不一致性，提升锂电池组的利用率，这对于提高锂电池组的寿命降低电池的使用成本具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明的功能示意框图。

图2为本发明的均衡系统拓扑结构示意图。

图3为本发明的均衡模块单元电路图。

图4为三个单体锂离子电池串联均衡的拓扑结构示意图。

图5为本发明的能量转换示意图。

图中附图标记含义如下：

1-锂电池组模块。

2-BMS从机模块。

3-均衡主控模块。

4-均衡模块组。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之内。

本发明的车载动力锂离子电池组主动均衡系统，由锂电池组模块、BMS从机模块、均衡主控模块和均衡模块组构成。请参阅图1和2，锂离子电池组模块1由N个单体电池串联组成；通过BMS（电池管理系统，battery management system）从机模块2采集锂电池组模块的电池组总电压信息和各单体电池的单体电压信息，由通信将电压信息传递于均衡主控模块3；均衡主控模块3进行信息处理、均衡策略的管理以及对均衡模块组4控制，如此实现对每个单体电池进行均衡。

均衡模块组4包括分别与对应单体电池相并联的若干均衡模块单元，请一并参阅图3，均衡模块单元均包括一个反激变压器和两个开关管，每个均衡模块单元反激变压器的原边绕组与对应该单体电池的正负极连接，副边绕组均连接到功率总线。开关管分别串接到原边绕组的非同名端与副边绕组的同名端。本实施例中的反激变压器为双向可逆平面反激变压器，开关管为MOSFET开关管。