[发明专利]串联蓄电池组均衡电流的定量控制方法

摘要

本发明涉及一种采用Buck‑Boost变换器构成的非耗散型均衡电路对串联蓄电池组均衡电流进行定量控制的方法，包括并行的电流环控制分支和电压环控制分支，电流环控制分支包括：启动电流检测，采集流过每个单体电池的电流值；在流过单体电池VBx的电流|IBx|小于给定电流阀值Ik的情形，开关管Q1～Qn由占空比最大的PWM信号控制，当|IBx|大于Ik时，对电流I1～Ix进行比较，得到电流Ix的最大值Imax，将Imax作为电流环PI调节器的输入值，经调节后输出满足阈值要求的占空比可变的两路信号PWM1和PWM2，用于控制开关管Q1～Qn的导通时间。通过上述控制方案，实现了电池组均衡电流的定量控制，减小了均衡时间。

主权项

1.一种串联蓄电池组均衡电流的定量控制方法，采用Buck-Boost变换器构成的非耗散型均衡电路对串联蓄电池组的均衡电流进行定量控制，所述非耗散型均衡电路工作时，比较相邻的单体电池两端的电压，使其中电压较高的单体电池对应的开关管导通，通过均衡电感，向电压较低的单体电池转移能量，最终实现单体电池间电压的均衡，其特征在于，所述定量控制方法包括并行的电流环控制分支和电压环控制分支，所述电流环控制分支包括：电流采集步骤，启动电流检测，采集流过每个单体电池VB1～VBn的电流值IBx，其中1≤x≤n，n为大于3的自然数；电流比较步骤，在流过第x单体电池VBx的电流|IBx|小于给定的电流阀值Ik的情形，当第一至第n开关管Q1～Qn导通时，给定占空比最大的PWM信号，当|IBx|大于给定的电流阀值Ik时，对第一误差电流I1值～第x误差电流Ix进行比较，得到最大误差电流Imax，并将Imax作为电流环PI调节器的输入值；以及电流调节步骤，经所述PI调节器后，输出满足阈值要求的占空比可变的第一路信号PWM1和第二路信号PWM2，第一路信号PWM1用于控制第一和第n开关管Q1、Qn的导通时间，第二路信号PWM2用于控制第二至第n-1开关管Q2～Qn-1的导通时间；在所述电压环控制分支中，对所采集的相邻两个单体电池的电压进行比较，当该两个单体电池的电压差超过阈值K时，控制相应的开关管导通，从而高电压单体电池向低电压单体电池释放能量，并最终实现串联电池组VB1～VBn间的能量均衡；其中，所述电压环控制分支包括：电压采集步骤，启动电压检测，采集每个单体电池VB1～VBn的电压；其中，单体电池VB1～VBn的电压对应为UB1～UBn；电压比较步骤，比较相邻两个单体电池的电压；电压调节步骤，在所述电压比较步骤中，当第一单体电池VB1满足UB1-UB2>K时，所述第一路信号PWM1控制第一开关管Q1导通，实现第一单体电池VB1向第二单体电池VB2传递能量；当第y单体电池VBy的电压UBy满足UBy-UBy-1>K或UBy-UBy+1>K时，所述电流控制分支中产生的第二路信号PWM2控制与所述单体电池VBy对应的第y开关管Qy导通，实现第y单体电池VBy向第y-1单体电池VBy-1和第y+1单体电池VBy+1释放能量；当第n单体电池VBn满足UBn-UBn-1>K时，所述第一路信号PWM1控制开关管Qn导通，实现第n单体电池VBn向第n-1单体电池VBn-1传递能量，其中1<y<n，K为均衡电压临界值，当相邻单体电池的电压差超过K时，开启电池组的均衡。