【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池组均衡电路，具体涉及一种串联锂电池组soc主动均衡变换器。
技术介绍
1、锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长、无记忆效应以及高能效无污染等优点而被广泛应用为电动汽车的动力电池。但是单节锂离子电池的电压和容量小，无法满足电动汽车所需的容量和功率，因此需要将多个锂离子电池串并连接成电池组。然而，锂电池在制造和使用过程中所处的环境、充放电模式以及化学特性等因素的差异将会导致单体电池出现容量、电压、内阻等性能的不一致，这些单体电池之间的不一致性会引起电池组的耐久性、可靠性以及安全性等问题。因此，为了维持锂离子电池组中单体电池的均衡，研究人员提出了许多均衡电路、装置及方法。
2、当前电池均衡技术主要分为被动均衡和主动均衡，被动均衡是将多余的能量通过电阻以热量的形式消耗，但是这种方式会造成电池组能量损耗，并且因散热处理不当而引起的高温环境会对电池组的性能造成损害。
3、主动均衡技术是将能量从较高的电池单元转移到较低的电池单元，例如申请公布号为cn117525631a的专利公开了一种主动式锂离子电池电芯平衡控制方法，该方法将锂离子电池中电池单体按照一个为一组和/或两个相邻电池单体为一组的方式进行分组，并得到若干单电池单元和/或双电池单元；先将两个相邻单电池单元的两个电池单体，或者其中一个双电池单元中两个电池单体进行soc值平衡，再与其相邻的单电池单元或平衡后的双电池单元再进行平衡直至将锂离子电池中所有的电池单体soc值平衡完毕。除此之外该专利技术公布了一种用于锂离子电池电芯平衡的控制电，利用逻辑门
技术实现思路
1、为解决现有锂离子电池组均衡技术的不足，本专利技术提出一种串联锂电池组soc主动均衡变换器，该主动均衡变换器由多绕组正激变换器以及多个跨接电容组成；该主动均衡变换器以变压器式均衡为基础，采用多绕组变压器均衡拓扑结构，通过在各绕组之间增加一个跨接电容实现了串联锂电池组自均衡。与传统多绕组变压器均衡结构相比，变压器储能有释放回路，不需要另设复位电路或复位绕组，并且避免了变压器在多绕组输出时因交叉调整率造成的端电压不均衡问题；有效减小电压偏差，提高电池均衡精度。
2、专利技术采取的技术方案为：
3、一种串联锂电池组soc主动均衡变换器，包含一个n路输出双管正激变换器、n-1个跨接电容、n个锂离子电池，其中：
4、所述n路输出双管正激变换器包括功率开关s1和s2、复位二极管dp1和dp2、励磁电感lm、变压器t以及：
5、第一路整流二极管d1、续流二极管d2、输出电感l1、输出电容c1；
6、第二路整流二极管d3、续流二极管d4、输出电感l2、输出电容c2,
7、……依次类推，
8、第n路整流二极管d2n-1、续流二极管d2n、输出电感ln，输出电容cn。
9、n路输出双管正激变换器连接形式如下：
10、励磁电感lm一端分别连接功率开关s1源极、变压器t的初级绕组lp输入端、复位二极管dp1阳极；励磁电感lm另一端分别连接变压器t的初级绕组lp输出端、复位二极管dp1的阳极、功率开关s2漏极；复位二极管dp1阴极连接功率开关s1漏极，复位二极管dp2阳极连接到功率开关s2源极；
11、变压器t的次级绕组ls1一端连接第一路整流二极管d1阳极，第一路整流二极管d1阴极分别连接续流二极管d2阴极、第一路电感l1一端，第一路电感l1另一端连接第一路输出电容c1一端，第一路输出电容c1另一端分别连接续流二极管d2阳极、变压器t的次级绕组ls1另一端；
12、变压器t的次级绕组ls2一端连接第二路整流二极管d3阳极，第二路整流二极管d3阴极分别连接续流二极管d4阴极、第二路电感l2一端，第二路电感l2另一端连接第二路输出电容c2一端，第二路输出电容c2另一端分别连接续流二极管d4阳极、变压器t的次级绕组ls2另一端；
13、......依次类推，
14、变压器t的次级绕组ls(n-1)一端连接第n-1路整流二极管d2n-3阳极，第n-1路整流二极管d2n-3阴极分别连接续流二极管d2n-2阴极、第n-1路电感ln-1一端，第n-1路电感ln-1另一端连接第n-1路输出电容cn-1一端，第n-1路输出电容cn-1另一端分别连接续流二极管d2n-2阳极、变压器t的次级绕组ls(n-1)另一端；
15、变压器t的次级绕组lsn一端连接第n路整流二极管d2n-1阳极，第n路整流二极管d2n-1阴极分别连接续流二极管d2n阴极、第n路电感ln一端，第n路电感ln另一端连接第n路输出电容cn一端，第n路输出电容cn另一端分别连接续流二极管d2n阳极、变压器t的次级绕组lsn另一端；
16、n-1个跨接电容中，
17、跨接电容cp1的一端与第一路整流二极管d1的阳极连接，跨接电容cp1的另一端与第二路整流二极管d3的阳极连接；
18、跨接电容cp2的一端与第二路整流二极管d3的阳极连接，跨接电容cp2的另一端与第三路整流二极管d5的阳极连接；
19、跨接电容cp(n-2)的一端与第n-2路整流二极管d2n-5的阳极连接，跨接电容cp(n-2)的另一端与第n-1路整流二极管d2n-3的阳极连接；
20、......依次类推，跨接电容cp(n-1)的一端与第n-1路整流二极管d2n-3的阳极连接，跨接电容cp(n-1)的另一端与第n路整流二极管d2n-1的阳极连接；
21、n个锂离子电池的连接形式如下：
22、锂离子电池b1的正极分别连接第一路电感l1的另一端、第一路输出电容c1的一端；锂离子电池b1的负极分别连接n路输出变压器t的次级绕组ls1的另一端、第一路输出电容c1的另一端；
23、锂离子电池b2的正极分别连接第二路电感l2的另一端、第二路输出电容c2的一端，锂离子电池b2的负极分别连接n路输出变压器t的次级绕组ls2的另一端、第二路输出电容c2的另一端；
24、......依次类推，
25、锂离子电池bn-1的正极分别连接第n-1路电感ln-1的另一端、第n-1路输出电容cn-1的一端，电池bn-1的负极分别连接n-1路输出变压器t的次级绕组ls(n-1)的另一端、第n-1路输出电容cn-1的另一端；
26、锂离子电池bn的正极分别连接第n路电感ln的另一端、第n路输出电容cn的一端，电池bn的负极分别连接n路输出变压器t的次级绕组lsn的另一端、第n路输出电容cn的另一端；
27、锂离子电池b1的正极连接功率开关s1漏极，电池bn的负极连接功率开关s2源极。
28、所述功率开关s1和s2的栅极分别连接控制器，其占空比能够以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种串联锂电池组SOC主动均衡变换器，其特征在于：包含一个n路输出双管正激变换器、n-1个跨接电容、n个锂离子电池，其中：
2.根据权利要求1所述一种串联锂电池组SOC主动均衡变换器，其特征在于：所述功率开关S1和S2的栅极分别连接控制器，其占空比能够以在0至0.5之间变化且同相位。
3.一种含有4个锂离子电池单元的串联锂电池组SOC主动均衡变换器，其特征在于：包含一个4路输出双管正激变换器、3个跨接电容、4个锂离子电池，其中：
4.根据权利要求3所述一种含有4个锂离子电池单元的串联锂电池组SOC主动均衡变换器，其特征在于：在功率开关S1和S2同时导通时，第一路整流二极管D1、第二路整流二极管D3、第三路整流二极管D5和第四路整流二极管D7导通，复位二极管Dp1和Dp2、第一路续流二极管D2、第二路续流二极管D4、第三路续流二极管D6和第四路续流二极管D8关断；锂离子电池组通过串联将能量加在变压器T的初级绕组Lp上，将能量传输到变压器T的次级绕组，第一路电感L1、第二路电感L2、第三路电感L3、第四路电感L4和跨接电容Cp1、Cp2和Cp3
5.根据权利要求3所述一种含有4个锂离子电池单元的串联锂电池组SOC主动均衡变换器，其特征在于：在整个开关周期内，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2、Ls3和Ls4的平均电压为0，由Ls1→Cp1→Ls2→C2→Ls1回路KVL原理，跨接电容Cp1的电压Ucp1等于锂离子电池B2电压UB2；同理，跨接电容Cp2的电压Ucp2等于锂离子电池B3电压UB3，跨接电容Cp3的电压Ucp3等于锂离子电池B4电压UB4；
...【技术特征摘要】
1.一种串联锂电池组soc主动均衡变换器，其特征在于：包含一个n路输出双管正激变换器、n-1个跨接电容、n个锂离子电池，其中：
2.根据权利要求1所述一种串联锂电池组soc主动均衡变换器，其特征在于：所述功率开关s1和s2的栅极分别连接控制器，其占空比能够以在0至0.5之间变化且同相位。
3.一种含有4个锂离子电池单元的串联锂电池组soc主动均衡变换器，其特征在于：包含一个4路输出双管正激变换器、3个跨接电容、4个锂离子电池，其中：
4.根据权利要求3所述一种含有4个锂离子电池单元的串联锂电池组soc主动均衡变换器，其特征在于：在功率开关s1和s2同时导通时，第一路整流二极管d1、第二路整流二极管d3、第三路整流二极管d5和第四路整流二极管d7导通，复位二极管dp1和dp2、第一路续流二极管d2...
【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，水玺凯，王凯宏，佘小莉，杨楠，黄悦华，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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