[发明专利]一种带有超级电容的锂电池均衡控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种带有超级电容的锂电池均衡控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）通过对各电池现状态下的荷电量比较，根据预先设定的规则选出需要进行放电和充电的电池，然后分别计算出需要转移的能量值；

（2）由S1~S13 功率开关阵列选通荷电容量较高的电池，同时选择双向功率开关DS1、DS2 的导通模式，并将双向DC-DC 拓扑中的MOS2 功率开关关断，对MOS1 进行PWM 控制，构成Boost 升压电路，荷电容量较高的电池向超级电容进行升压充电，同时对超级电容的电压、充电电流进行实时高精度测量，以实时估测超级电容的储能状态，当充电能量达到计算值时充电结束；

（3）由S1~S13 功率开关阵列选通储能较低的电池，同时选择双向功率开关DS1、DS2 的导通模式，并将双向DC-DC 拓扑中的MOS1 功率开关关断，对MOS2 进行PWM 控制，构成Buck降压电路，超级电容向储能容量较低的电池进行恒压/恒流充电，同时对超级电容的电压进行实时测量，以实时估测超级电容的储能状态，当放电能量达到计算值时充电结束；

（4）实时对串联电池组中的各单体电池的储能状态进行测量，并进行个串联电池储能状态的实时计算与比较，若串联电池组中的各单体电池的核电容量SOC的差值小于阙值，均衡结束，若仍不均衡，回到步骤（1），继续自动进行均衡操作。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池均衡保护控制方法，其特征在于：在均衡过程中，功率开关阵列的选通通过控制逻辑进行控制。

3.一种带有超级电容的锂电池均衡控制系统，其特征在于：包括锂电池组、均衡电路单元、电压监测单元、温度监测单元、开关阵列以及MCU控制单元，所述的锂电池组包括多个单体锂电池，锂电池组分别与电压监测单元、温度监测单元以及开关阵列连接，所述开关阵列通过均衡电路单元与MCU控制单元连接，所述MCU控制单元还连接有电压监测单元、温度监测单元。

4.根据权利要求3所述的一种带有超级电容的锂电池均衡控制系统，其特征在于：所述的开关阵列由多个单刀功率开关构成，每个单刀功率开关分别与单体锂电池连接。

5.根据权利要求3所述的一种带有超级电容的锂电池均衡控制系统，其特征在于：所述的均衡电路单元包括两个单刀双掷功率开关DS1、DS2、2 个MOSFET MOS1、MOS2、一个电感L、两个二极管D1、D2和一个超级电容C，第一个单刀双掷开关DS1的A 和B 线分别与各个功率开关的单数和双数相连，而第二个单刀双掷开关DS2的C 线和D 线分别与各功率开关的双数和单数相连，2 个单刀双掷开关DS1、DS2)分别接到双向DC-DC 主回路的1 端和2 端；所述双向DC-DC 主回路充电状态下，电感L和第一个开关管MOS1，第二个开关管MOS2的反并联二极管D1、D2以及超级电容C构成BOOST 充电回路；放电状态下超级电容C和第二个开关管MOS2、第一个开关管MOS1反并联二极管D1、D2，以及电感L构成BUCK 放电回路。