[发明专利]能量转移型的动力电池组快速均衡系统及控制方法

摘要

能量转移型的动力电池组快速均衡系统及控制方法，本发明涉及电池组电压均衡系统，还涉及电池组快速均衡过程的控制方法。它解决了现有技术均衡器使被均衡电池单体和储能元件受到脉动电流冲击的问题。系统包括动力电池组单体电池电压及飞渡电容电压检测网络、电流传感器及信号调理电路、单片机、电量转移通道、第一滤波电路、双向buck-boost变换器、第二滤波电路和飞渡电容。开始工作后，首先巡检电池组单体电池电压、飞渡电容电压和充放电电流，若电池单体的最高电压与单体的最低电压的压差超过设定值，就启动均衡操作。

主权项

能量转移型的动力电池组快速均衡系统，它包括动力电池组单体电池电压及飞渡电容电压检测网络(1)、电流传感器及信号调理电路(2)、单片机(3)、电量转移通道(4)、第一滤波电路(5)、双向buck‑boost变换器(6)、第二滤波电路(7)和飞渡电容(8)；动力电池组单体电池电压及飞渡电容电压检测网络(1)：连接被均衡的动力电池组和飞渡电容(8)以检测电池组各单体电池电压值和飞渡电容的电压值，并将采集到的电压值分别传递给单片机(3)；电流传感器及信号调理电路(2)：与电池组连接，以检测动力电池组充放电电流，把检测到的电流值传送给单片机(3)以便控制均衡电流的大小；单片机(3)：通过对采集到的电压和电流值进行一定的运算，输出控制双向buck‑boost变换器(6)中的MOSFET工作的PWM驱动信号，控制双向buck‑boost变换器(6)中的电流大小和流动方向，同时通过控制电量转移通道(4)中多个相应继电器的导通与关断，最终实现被均衡电池单体与飞渡电容8之间的电量转移；电量转移通道(4)：一端连接第一滤波电路(5)，另一端分别连接在n节动力电池单体串联构成的动力电池组的n+1个节点上；第一滤波电路(5)：一端与电量转移通道(4)相连，另一端与双向buck‑boost变换器(6)相连，使电量转移通道(4)向双向buck‑boost变换器(6)转移电量时的转移电流和双向buck‑boost变换器(6)向转移通道(4)转移电量时的转移电流保持平稳；双向buck‑boost变换器(6)：一端连接第一滤波电路(5)，另一端连接第二滤波电路(7)，以实现电能在第一滤波器和第二滤波器之间的双向流动及流动方向的控制；第二滤波电路(7)：一端与双向buck‑boost变换器(6)相连，另一端与飞渡电容(8)相连，使双向buck‑boost变换器(6)向飞渡电容转移电量时的转移电流和飞渡电容(8)向双向buck‑boost变换器(6)移电量时的转移电流保持平稳；飞渡电容(8)：飞渡电容(8)由超级电容单体或超级电容组组成，其的正负极与第二滤波电路相应端相连，选择作为飞渡电容的荷电容量与被均衡的电池组单体电池容量大致相同，其额定电压与被均衡后电池组单体额定电压相同，在整个均衡主电路电量转移过程中起到“中转站”的作用。