【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池管理系统，涉及一种电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构及控制方法。
技术介绍
1、随着电动汽车和便携式电子设备的广泛应用，电池模组作为储能单元，其性能和可靠性至关重要。电池模组在使用过程中，由于单体电池之间的不一致性，会导致电池模组的能量均衡问题，影响电池模组的性能和寿命。此外，低温环境会对电池模组的性能产生显著影响，导致电池容量下降、内阻增大等问题，影响电池模组的正常工作。
2、目前，针对电池模组的均衡和低温自加热问题，已有一些技术方案。例如，传统的均衡方法主要依靠被动均衡，即通过电阻或二极管将soc高的单体电池的电能转移到soc低的单体电池，但其效率较低，且对电池寿命有一定影响。另外，低温自加热方法主要包括外部加热和内部加热，外部加热需要额外的加热装置，效率较低且能耗较大；内部加热主要依靠电池自身的化学反应产生热量，但其加热速率较慢，且对电池寿命有一定影响。
3、因此，目前亟需一种能够有效解决电池模组均衡和低温自加热问题的技术方案。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构及控制方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，包括：
4、电池模组，由若干个单体电池串联而成；
5、电感单元，包括多个电感，每个电感的一端与电池模组中的单体电池连接，另一端连接至电感方向切换单元；p>
6、电感方向切换单元，包括多个mosfet开关，用于控制电感电流的方向。
7、进一步，所述电感方向切换单元包括2n个mosfet开关，其中n为单体电池数量。
8、进一步，所述mosfet开关按一定规律排列，使得每个单体电池与两个mosfet开关连接。
9、一种电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，包括：
10、确定均衡目标单体，该目标单体的状态量大于电池模组中所有单体状态量的平均值；
11、控制电感方向切换单元，使得均衡目标单体放电，并将电能转移至其他单体；
12、通过产生自加热电流对电池模组进行加热。
13、进一步，所述状态量为电池荷电状态soc。
14、进一步，所述均衡目标单体的soc大于电池模组平均soc预设值。
15、进一步，所述控制电感方向切换单元包括：
16、产生pwm信号控制mosfet开关的导通与关断；
17、根据均衡目标单体在电池模组中的位置选择不同的mosfet开关进行控制。
18、进一步，所述产生自加热电流包括：
19、产生两对相角相差180°的pwm信号；
20、控制电感方向切换单元，使得电池模组中部分单体电池之间产生交流电流。
21、进一步，所述部分单体电池数量相同。
22、进一步，所述产生自加热电流包括：
23、根据端电压限制条件确定自加热控制策略的最大周期；
24、使用最大周期pwm信号驱动mosfet开关，以提高自加热有效电流和加热速率。
25、本专利技术的有益效果在于：
26、(1)将均衡和低温自加热功能集成于同一拓扑结构中，简化了电池管理系统的设计，降低了系统成本。
27、(2)采用主动均衡控制策略，能够有效实现电池模组的能量均衡，提高电池模组的容量利用率和使用寿命。
28、(3)采用变周期自加热控制策略，能够有效提升加热速率，使电池模组快速恢复性能，保证电池模组在低温环境下的正常工作。
29、(4)通过端电压限制条件确定自加热控制策略的最大周期，避免了高峰值电压对电池模组安全性的影响。
30、(5)本专利技术适用于各种类型的电池模组，具有较高的通用性和适用性。
31、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：所述电感方向切换单元包括2N个MOSFET开关，其中N为单体电池数量。
3.根据权利要求1或2所述的电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：所述MOSFET开关按一定规律排列，使得每个单体电池与两个MOSFET开关连接。
4.一种电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：包括：
5.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述状态量为电池荷电状态SOC。
6.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述均衡目标单体的SOC大于电池模组平均SOC预设值。
7.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述控制电感方向切换单元包括：
8.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述产生自加热电流包括：
10.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述产生自加热电流包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：所述电感方向切换单元包括2n个mosfet开关，其中n为单体电池数量。
3.根据权利要求1或2所述的电池模组均衡-低温自加热一体化拓扑结构，其特征在于：所述mosfet开关按一定规律排列，使得每个单体电池与两个mosfet开关连接。
4.一种电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：包括：
5.根据权利要求4所述的电池模组均衡-低温自加热一体化控制方法，其特征在于：所述状态量为电池荷电状态soc。
【专利技术属性】
技术研发人员：眭爱欣，胡明辉，陈伦国，邓柯军，邱程扬，朱广曜，马中奥，夏雪，张萤华，任文豪，杜长虹，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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