[发明专利]一种串联蓄电池系统多重多状态能量均衡器及其控制方法

权利要求书

1.一种串联蓄电池系统多重多状态能量均衡器，其特征在于：由共用一个电池系统的第一重均衡电路和第二重均衡电路构成。

2.根据权利要求1所述的串联蓄电池系统多重多状态能量均衡器，其特征在于：所述第一重均衡电路、第二重均衡电路均包括N*m个电池单元IBi、N-1个放电开关Tk构成的电池系统；每m个电池单元构成1个电池组，每个电池组通过一个放电开关连接，每个电池单元串联连接，每个电池单元均衡模块串联连接；

第一重均衡电路还包括N*m个电池单元均衡模块IAi；每个电池单元与对应的电池单元均衡模块连接；

第二重均衡电路还包括1个电感L、N个选通开关构成的开关矩阵、两个带反并联二极管的主控开关M1和M2、一个电压源E；每个开关矩阵串联连接，每个开关矩阵与对应的电池组连接，每个开关矩阵与电感一端、主控开关M1一端、电压源E负极连接，电感另一端与主控开关M1另一端和主控开关M2一端连接，主控开关M2另一端与电压源E正极连接；

其中，i＝1,2,...m；I＝1,2,...N；k＝1,2,...N-1。

3.根据权利要求2所述的串联蓄电池系统多重多状态能量均衡器，其特征在于：所述N个选通开关构成的开关矩阵由上桥臂双层功率开关矩阵H、下桥臂双层功率开关矩阵S构成，每一个开关矩阵的上桥臂双层功率开关矩阵H和下桥臂双层功率开关矩阵S均为由m对反向串联的功率开关组成的双层功率开关；每个电池单元均衡模块IAi由六个带反并联二极管的功率开关和三个储能电感构成，每个电池单元由4个单体电池构成；

第一重均衡电路中，每个电池单元均衡模块与电池单元的电路结构为：电池单元均衡模块中第一层的第一个储能电感的一端与对应电池单元的第1个单体电池的负极、第2个单体电池的正极连接，电池单元均衡模块中第一层的第二个储能电感的一端与对应对池单元的第3个单体电池的负极、第4个单体电池的正极连接；电池单元均衡模块中第一层的第一个储能电感的另一端与电池单元均衡模块中第一层的第一个带反并联二极管的Mosfet开关的源极、第二个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极连接，电池单元均衡模块中第一层的第二个储能电感的另一端与电池单元均衡模块中第一层的第三个带反并联二极管的Mosfet开关的源极、第四个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极连接；电池单元均衡模块中第一层的第一个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极与对应电池单元的第1个单体电池的正极连接，电池单元均衡模块中第一层的第三个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极与对应电池单元的第2个单体电池的负极、第3个单体电池的正极连接，电池单元均衡模块中第一层的第二个带反并联二极管的Mosfet开关的源极与对应电池单元的第2个单体电池的负极、第3个单体电池的正极连接，电池单元均衡模块中第一层的第四个带反并联二极管的Mosfet开关的源极与对应电池单元的第4个单体电池的负极连接；电池单元均衡模块中第二层的储能电感的一端与对应电池单元的第2个单体电池的负极、第3个单体电池的正极连接，电池单元均衡模块中第二层的储能电感的另一端与电池单元均衡模块中第二层的第一个带反并联二极管的Mosfet开关的源极、第二个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极连接，电池单元均衡模块中第二层的第一个带反并联二极管的Mosfet开关的漏极与第1个电池的正极相连，电池单元均衡模块中第二层的第二个带反并联二极管的Mosfet开关的源极与第4个电池的负极相连；

第二重均衡电路中，所述N个选通开关构成的开关矩阵的上桥臂双层功率开关矩阵H上端的m个功率开关引出的m条漏极引线与电感L的一端相连，电感L的另一端与主控开关M1和主控开关M2的一端相连，主控开关M2的另一端与电压源E的正极相连；N个选通开关构成的开关矩阵的上桥臂双层功率开关矩阵H下端的m个功率开关引出的m条漏极引线分别与各个电池单元的正极相连；N个选通开关构成的开关矩阵的下桥臂双层功率开关矩阵S上端的m个功率开关引出的m条漏极引线连接在一起后共同与主控开关M1的另一端和电压源E的负极相连；N个选通开关构成的开关矩阵的下桥臂双层功率开关矩阵S下端的m个功率开关引出的m条漏极引线分别与各个电池单元的负极相连；N-1个放电开关Tk的两端各引出一条引线，分别与对应电池组的负极和相邻下一电池组的正极相连。