一種16節串聯充電電池組主動均衡方法
2023-05-21 00:41:16 2
專利名稱：一種16節串聯充電電池組主動均衡方法
技術領域：
本發明涉及一種在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法。該方法從16節充電電池串聯組成的整組電池取能量，通過一個隔離型開關電源和一個開關網絡對16節串聯充電電池組中的某一節單體充電電池進行有選擇的充電，從而調節各單體電池中的剩餘電量。
背景技術：
充電電池，如鋰電池等，在串聯成組使用時，由於受生產工藝，環境因素的影響，各單體電池的剩餘電量不可能完全一致。這種不一致性會導致充電電池組在長期使用時放電時間縮短，充電時間加長，以及循環壽命降低。目前，為了克服這種不一致性，普遍採用電阻
放電式的被動均衡方法。這種方法是在各單體電池上並聯一個開關和電阻，在充電時通過電阻對充電電流分流的方式提高一致性。這種被動均衡方法存在能量浪費，均衡效率低、和發熱量大等缺點。
發明內容
為了克服現有電池組被動均衡方法存在的能量浪費，均衡效率低、和發熱量大等缺點，本發明提供一種主動均衡方法，採用隔離型開關電源和開關網絡，通過能量轉移的方式來均衡16節串聯充電電池組中各單體電池的剩餘電量。本發明解決其技術問題所採用的技術方案串聯電池組中電池Celll的負極連接開關 SI,電池 CellU Cell2、Cell3、Cell4、Cell5、Cell6、Cell7、Cell8、Cell9、CelllO、CelllU Celll2、Celll3、Celll4、Celll5、Celll6 的正極分別連接開關 S10、S2、Sll、S3、S12、S4、S13、S5、S14、S6、S15、S7、S16、S8、S17、S9。開關 SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9的另一端相連，並連接開關S18和S21。開關S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17的另一端相連，並連接開關S19和S20。開關S18和S19的另一端連接隔離型開關電源PS的負極輸出端0UT-，開關S20和S21的另一端連接開關S22，開關S22的另一端連接隔離型開關電源PS的正極輸出端OUT+。隔離型開關電源PS的正極輸入端IN+連接電池Celll6的正極，負極輸入端IN-連接電池Celll的負極。本發明的有益效果是在充電和放電過程中，通過能量轉移的方式對任意一節單體電池進行電量補充。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖I是本發明的原理圖。圖 I 中，Celll、Cell2、Cell3、Cell4、Cell5、Cell6、Cell7、Cell8、Cell9、Celll0、Cemi、Celll2、Celll3、Celll4、Cem5、Celll6 是串聯的 16 節電池。SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、Sll、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22 是開關。PS是隔離型開關電源，IN+是PS的正極輸入端，IN-是PS的負極輸入端，OUT+是PS的正極輸出端，OUT-是PS的負極輸出端。輸入端IN+和IN-與輸出端OUT+和OUT-完全隔離。PS從整個電池組吸收能量，從輸出端OUT+和OUT-輸出均衡充電電流。
具體實施例方式圖I中，串聯電池組中電池Celll的負極連接開關SI，電池Celll、Cell2、Cell3、Cell4、Cell5、Cell6、Cell7、Cell8、Cell9、CelllO、CelllU Celll2、Celll3、Celll4、Celll5、Celll6 的正極分別連接開關 S10、S2、Sll、S3、S12、S4、S13、S5、S14、S6、S15、S7、S16、S8、S17、S9。開關 SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9 的另一端相連，並連接開關 S18 和S21。開關 S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17 的另一端相連，並連接開關 S19 和 S20。開關S18和S19的另一端連接隔離型開關電源PS的負極輸出端0UT-，開關S20和S21的另一端連接開關S22，開關S22的另一端連接隔離型開關電源PS的正極輸出端OUT+。隔離型開關電源PS的正極輸入端IN+連接電池Celll6的正極，負極輸入端IN-連接電池Celll的 負極。PS是隔離型開關電源，其輸入端IN+和IN-與輸出端OUT+和OUT-完全隔離。隔離型開關電源PS從整個電池組吸收能量，從輸出端OUT+和OUT-輸出均衡充電電流。對電池Celll進行均衡充電時，首先接通開關SI、S10、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll進行均衡充電。對電池06112進行均衡充電時，首先接通開關52、510、519、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cel 12進行均衡充電。對電池Cel 13進行均衡充電時，首先接通開關S2、Sll、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell3進行均衡充電。對電池Cell4進行均衡充電時，首先接通開關S3、Sll、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell4進行均衡充電。對電池Cel 15進行均衡充電時，首先接通開關S3、S12、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell5進行均衡充電。對電池Cell6進行均衡充電時，首先接通開關S4、S12、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell6進行均衡充電。對電池Cel 17進行均衡充電時，首先接通開關S4、S13、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell7進行均衡充電。對電池Cell8進行均衡充電時，首先接通開關S5、S13、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池CellS進行均衡充電。對電池Cell9進行均衡充電時，首先接通開關S5、S14、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cell9進行均衡充電。對電池CelllO進行均衡充電時，首先接通開關S6、S14、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池CelllO進行均衡充電。對電池Cellll進行均衡充電時，首先接通開關S6、S15、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Cellll進行均衡充電。對電池Celll2進行均衡充電時，首先接通開關S7、S15、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll2進行均衡充電。
對電池Celll3進行均衡充電時，首先接通開關S7、S16、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll3進行均衡充電。對電池Celll4進行均衡充電時，首先接通開關S8、S16、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll4進行均衡充電。對電池Celll5進行均衡充電時，首先接通開關S8、S17、S18、和S20，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll5進行均衡充電。
對電池Celll6進行均衡充電時，首先接通開關S9、S17、S19、和S21，其他開關保持關斷狀態，然後接通開關S22，隔離型開關電源PS對電池Celll6進行均衡充電。
權利要求
1.一種在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法，其特徵是串聯電池組中電池Celll的負極連接開關SI，電池Celll、Cell2、Cell3、Cell4、Cell5、Cell6、Cell7、Cell8、Cell9、CelllO、CelllU Celll2、Celll3、Celll4、Celll5、Celll6 的正極分別連接開關 S10、S2、Sll、S3、S12、S4、S13、S5、S14、S6、S15、S7、S16、S8、S17、S9。
2.根據權利要求I所述的在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法，其特徵是開關SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9的另一端相連，並連接開關S18和S21。
3.根據權利要求I所述的在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法，其特徵是開關S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17的另一端相連，並連接開關S19和 S20。
4.根據權利要求I所述的在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法，其特徵是開關S18和S19的另一端連接隔離型開關電源PS的負極輸出端OUT-，開關S20和S21的另一端連接開關S22，開關S22的另一端連接隔離型開關電源PS的正極輸出端OUT+。
5.根據權利要求I所述的在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法，其特徵是隔離型開關電源PS的正極輸入端IN+連接電池Cellie的正極，負極輸入端IN-連接電池Celll的負極。
全文摘要
一種在16節串聯充電電池組中主動均衡各單體電池剩餘電量的方法。該方法從16節充電電池串聯組成的整組電池取能量，通過一個隔離型開關電源和一個開關網絡對16節串聯充電電池組中的某一節單體充電電池進行有選擇的充電，從而調節各單體電池中的剩餘電量。
文檔編號H02J7/00GK102868185SQ20111018421
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者趙恩海 申請人:趙恩海