[发明专利]一种锂电池组SOC均衡系统及方法

摘要

本发明公开了一种锂电池组均衡系统及方法。本发明将锂电池组的均衡问题分为组内均衡和组间均衡两个层次，锂电池分成若干组，分别和双向DC‑DC转换器并联，其输出端相互串联作为直流母线和发电系统的输出端以及负载并联。每组内电池通过双向开关连接，同时并联旁路开关，可实现电池动态接入。根据各组平均SOC分配各组输出电压实现组间均衡。根据组内单体电池SOC控制其动态接入可实现各组内均衡。基于本发明对锂电池组SOC进行均衡，无需额外的均衡电路，避免了能量在电池之间的转移，在充放电过程中自动实现锂电池组的均衡，均衡速度和均衡效率均得到了极大提高。

主权项

1.一种锂电池组SOC均衡系统，其特征在于，包括N组锂电池、N个双向DC‑DC转换器和一个采样及控制器；每组锂电池和一个双向DC‑DC转换器并联，DC‑DC转换器输出端串联后作为直流母线和发电系统的输出端以及负载通过DC‑DC输出端并联；采样及控制器的控制端连接双向DC‑DC转换器的输入端，采样及控制器的输入端连接双向DC‑DC转换器的电压和电流输出端；每组锂电池包含M块单体电池，相邻单体电池通过一个隔离开关进行隔离，每节单体电池并联旁路开关，此旁路开关和对应隔离开关组成开关对，两开关的控制信号互相取反，可动态实现电池接入和断开；采样及控制器用于：组间SOC均衡控制：采集每组锂电池的输出电流I和输出电压V，计算每个锂电池组的平均SOC，以此为依据分配每个锂电池组所并联DC‑DC模块的输出电压，从而调节流经各DC‑DC输入端的电流，使各锂电池组间的单体电池SOC趋于一致；组内SOC均衡控制：若锂电池组平均SOC在预定阈值范围外，按照组内SOC均衡原则通过控制开关对的通断从而控制各单体电池的充放电状态，使该组内的单体电池SOC趋于一致，所述组内SOC均衡原则为：计算锂电池组内的各单体电池的SOC，其中SOC高的单体电池接入时间长，SOC低的单体电池接入时间短，使用预测控制算法计算在下一放电周期中各电池放电量最优值使得经过一个放电周期后各单体电池SOC离散程度最小，从而分配组内各单体电池接入的时间，且保证在同一时间接入的电池数不得小于下限值。