[发明专利]一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑及控制方法，包括：由开关管组成的半桥结构，所述半桥结构的每一个开关管两端均并联输入电容；若干电池单体串联后与半桥结构并联连接；每一个电池单体的两端均并联变压器的次级线圈，变压器的初级线圈串联电容构成陷波器，所述陷波器的两端分别连接到半桥结构的中点和输入电容的中点；各电池单体对应的陷波器并联连接。本发明采取半桥结构的LC串联谐振拓扑，用LC串联谐振结构代替了以往主动均衡电路中的开关管，电路使用的开关管数量大大降低，减小了电路体积，降低了电路制作成本。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

锂离子电池由于充电效率高、能量密度大而得到广泛应用。一个锂离子电池组是由许多锂离子电池单体串并联组成的，但是由于电池单体之间存在着不一致性，导致了这些单体在容量、内部阻抗和老化程度等方面的不同。这些不一致性又会加速整个电池的老化，降低整个电池的可用容量，因此需要对电池进行均衡。均衡方法大致分为被动均衡与主动均衡两类。其中，被动均衡能量耗散大，逐渐被主动均衡所取代，而主动均衡又存在了控制策略复杂、控制开关器件数量过多的问题。

发明内容

本发明的目的是解决传统电池主动均衡方案中存在的控制策略复杂、控制开关器件过多的问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑及控制方法，能够改变以往控制大量的开关器件的开关的局面，大大降低了控制策略的复杂度。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑，包括：

由开关管组成的半桥结构，所述半桥结构的每一个开关管两端均并联输入电容；若干电池单体串联后与半桥结构并联连接；

每一个电池单体的两端均并联变压器的次级线圈，变压器的初级线圈串联电容构成陷波器，所述陷波器的两端分别连接到半桥结构的中点和输入电容的中点；各电池单体对应的陷波器并联连接。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑控制方法，包括：需要进行电池均衡时，控制半桥结构中开关管的开关频率为电压最低的电池单体所连接的陷波器的串联谐振频率；当初级侧电压达到设定的值后，次级侧导通，从而为所述的电池单体进行充电，实现电池均衡。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种储能系统，包括若干电池组，所述电池组采用上述的基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种储能管理系统，采用上述的基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑控制方法，对每一个电池组进行均衡控制。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的基于半桥结构和陷波器的电池均衡拓扑控制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)由于采取半桥结构的LC串联谐振拓扑，用LC串联谐振结构代替了以往主动均衡电路中的开关管，电路使用的开关管数量大大降低，减小了电路体积，降低了电路制作成本。

(2)通过选择不同的L、C参数可选择均衡电路的均衡频率，提高均衡效率，均衡速度快。