CN110228397B - 一种电动汽车动力电池均衡系统及其均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车动力电池均衡系统及其均衡方法，单体动力电池依次串联，嵌入式处理器通过控制电压采集模块对电池组中单体动力电池的电压进行采集，嵌入式处理器根据单体动力电池电压的采集结果，生成均衡控制信号，通过均衡控制单元控制所有电池均衡模块按照不同均衡方向协同工作。本发明对串联单体电池的快速主动均衡，能够延长电池组使用寿命，增加电池利用效率，提高了均衡速度和能源利用效率；均衡精度高，根据实际条件不同可将串联电池间电压差控制在几毫伏至几十毫伏以内；均衡速度快，单体电池间均衡电流值较高；均衡模块电路具有硬件保护功能，当控制信号故障时，均衡模块会自动停止工作。

Description

一种电动汽车动力电池均衡系统及其均衡方法

技术领域

本发明涉及电池管理领域，尤其是一种电池均衡控制系统及其均衡方法。

背景技术

为了满足电动汽车的需要，必须将几至几十节单体电池串并联组合构成电池组(包)使用。据了解，目前我国的单体电池循环寿命约在1000-2000次之间，但是电池组的循环寿命低于1000次，电池成组使用后寿命大幅减少。究其原因，是因为电池大规模串并联使用时很难保证其一致性。当动力电池不一致性差异达到一定程度时，电池组中单体电池还会出现过充过放现象，导致电池损坏甚至失火、爆炸，严重影响汽车安全。电池不一致性还会使电池组的输出功率受限，进而使电动汽车性能衰退。

国内外对电池均衡的方法有着一定的研究，其应用需求广泛且日益增加。但目前的方法中仍然有着很多难题需要解决。采用分布式主动均衡电路的方案容易造成电池电量的反复搬移，能量转移次数多，利用效率下降；一些基于耦合电感的均衡电路由于体积和拓展性导致难以适应大规模单体电池的实际应用；由于电池复杂性导致的均衡精度不够等等技术难题。

最新的一些文献提供的方法仍然具有一定的局限性，例如刘亚运《基于分层策略的双向均衡技术》和王敏旺等《基于落差式组合策略的串联锂离子电池组均衡方案》等文献中，虽然各单体电池最终能够达到均衡状态，但在均衡过程中某些电池的电压或SOC总是需要先上升再下降，或是先下降后上升。这种反复搬移电量的过程造成了动力电池组能量的损耗和均衡时间的增加。显然这种反复过程有可能通过一种算法提前预判而加以规避的。同时，现有大部分均衡方法也面临均衡电池数有限及结构固定、通用性和可维护性差等问题。因此，目前需求一种能够解决上述技术问题的高效率、高速度和高精度的电池均衡方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车动力电池均衡系统及其均衡方法。本发明针对目前电池均衡方法中效率不高、拓展性差、均衡精度不高等技术难题，提供一种动力电池均衡系统和均衡方法。结合电动汽车动力电池特点，采用高效的均衡电路和均衡算法使电池组高效快速地达到均衡状态，同时避免了反复均衡、拓展性差等技术难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电动汽车动力电池均衡系统包含一个电池均衡中央控制系统、n个单体动力电池B₁，B₂，…，B_k，…，Bn组成的电池组和m个电池均衡模块，n个单体动力电池依次串联，所述电池均衡中央控制系统包括嵌入式处理器、电压采集模块和均衡控制单元，嵌入式处理器通过控制电压采集模块对电池组中n个单体动力电池的电压进行采集，嵌入式处理器根据单体动力电池电压的采集结果，生成均衡控制信号，通过均衡控制单元控制所有电池均衡模块按照不同均衡方向协同工作；所述的n-1个电池均衡模块并联在n个单体动力电池中每两个单体动力电池之间，即第1个电池均衡模块并联在单体动力电池B₁和B₂之间，第2个电池均衡模块并联在单体动力电池B₂和B₃之间，并依次类推；

所述电池均衡模块对电池组中串联的相邻两个单体动力电池间进行双向电量转移，每个电池均衡模块包含隔离电路、功率驱动电路和双向buck-boost电路，隔离电路由光耦U1、U2，电阻R3、R6，电容C1、C4、C3、C5构成，光耦U1和光耦U2并联，PWM UP连接光耦U1的2管脚，并串联电阻R6后连接光耦U2的3管脚，PWM DN连接光耦U2的2管脚，并串联电阻R3后连接光耦U1的3管脚，电容C1、C4并联后连接至光耦U1的5管脚，电容C3、C5并联后连接至光耦U2的5管脚；功率驱动电路包含电阻R2、R4，电容C2，二极管D2和三极管Q1，二极管D2连接在三极管Q1的基极和集电极间，C2和R4串联后连接在Q1的基极和集电极间，电阻R2的一端连接在C2和R4之间，电阻R2的另外一端连接光耦U1的6管脚；双向buck-boost电路包含开关管Q2、Q3，二极管D1、D3以及功率电感L1，二极管D1的两端分别和开关管Q2的漏极和源极连接，二极管D3两端分别和开关管Q3的漏极和源极连接，开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极相连，功率电感L1一端连接至开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极，功率电感L1的另一端连接至BAT2。隔离电路由光耦U1、U2的6端口连接至功率驱动电路，功率驱动电路通过电阻R1、R7分别与双向buck-boost电路连接；两个信号端PWM UP和PWM DN连接至电池均衡中央控制系统；BAT1、BAT2、BAT3为三个功率端，分别连接至串联电池组中相邻的两个单体电池的正负极，由于串联电池组相邻两单体电池中前一节单体电池的负极和后一节单体电池正极相接，合并为一个接线端，则三个功率端分别和前一节单体电池的正极、前一节单体电池的负极、后一节单体电池负极相连接；PWM UP和PWM DN接收来自电池均衡中央控制系统的均衡控制信号，首先通过隔离电路进行隔离，隔离后的信号送至功率驱动电路放大后，驱动双向buck-boost电路工作，通过BAT1、BAT2、BAT3三个端口将相邻两个单体电池的电量进行转移，实现电池均衡；

每个电池均衡模块的具体工作过程为：首先电池均衡中央控制系统控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，则开关管Q2开通，开关管Q3关断，电池B_k通过开关管Q2向功率电感L1充电；随后控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，则开关管Q3开通，开关管Q2关断，功率电感L1通过Q3向电池B_k+1充电；如此循环往复，则电池B_k的电量通过L1转移至电池B_k+1中，实现电池B_k向电池B_k+1充电；若欲使电池B_k+1向电池B_k充电，先控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，随后控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，如此循环往复即可。

每个电池均衡模块对应两个相邻的单体电池，电池组中均衡模块总数m等于串联动力电池组中单体电池数量n-1；所有电池均衡模块的信号端都连接至电池均衡中央控制系统，电池均衡中央控制系统根据电池组各个动力单体电池的实时电压信息，生成每个均衡模块的均衡控制信号，均衡控制信号被发送至各个电池均衡模块，每个电池均衡模块按照各自的控制信号工作，控制各单体动力电池按照正确的方向转移电量，最终使电池组中所有单体电池达到均衡状态。

所述均衡控制的均衡控制算法步骤如下：

Step1：读取电池总数n，则电池均衡模块总数m＝n-1，将所有电池均衡模块分组，第1、3、5、…模块为奇数组均衡模块，称为S₁、S₃、S₅、…；第2、4、6、…模块为偶数组均衡模块，称为S₂、S₄、S₆、…；

Step2：获取当前时刻电池组中单体动力电池B_k的电压V_k，计算电池组所有单体动力电池电压的平均值V′，设置允许误差值E，其中E根据电池组的使用要求设定；令k＝1、2、3…，且k≤n，判断每个电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值是否小于规定误差值E；若某单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值大于规定误差值E，则电池组未达到均衡状态，则进入Step3；若单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值小于或等于规定误差值E，则电池组已达到均衡状态，进入Step8；

Step3：令计数标识p等于1；

Step4：比较B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压，当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压绝对值之差小于或等于规定误差值E，则记S_p＝0；当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压的绝对值之差大于规定误差值E时，若B₁至B_p的平均电压小于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝1；反之，若B₁至B_p的平均电压大于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝2；

Step5：将p加1，当p<m时，返回到Step4；当p＝m时，进入Step6；

Step6：控制奇数组均衡模块进行均衡，即控制S₁、S₃、S₅、…奇数均衡模块进行均衡，即依次取k＝1、3、5…，k≤m，依据Step4中记录的各S_k的值，分三种情况进行均衡控制：若S_k＝0，则控制均衡模块S_k不工作；若S_k＝1，则控制B_k+1向B_n充电；若S_k＝2，则控制B_k向B_k+1充电；

Step7：控制偶数组模块进行均衡，即控制S₂、S₄、S₆、…偶数均衡模块，依次取k＝2、4、6…，k≤m，均衡控制方法同Step6中奇数组的步骤，返回Step2；

Step8：均衡结束。

本发明的有益效果在于实现了对串联单体电池的快速主动均衡，能够延长电池组使用寿命，增加电池利用效率。均衡的效果如附图4所示，初始时刻串联电池组中各单体电池电压不同，在均衡系统的作用下各单体电池电压逐渐变化，最终它们的差值保持在很小的范围内，即达到均衡状态。均衡系统的拓展式结构和均衡算法支持对几至几十节内任意数量的电池进行适配；均衡算法避免了现存一些方法导致的电量反复搬移，提高了均衡速度和能源利用效率；均衡精度高，根据实际条件不同可将串联电池间电压差控制在几毫伏至几十毫伏以内；均衡精度可根据需要调节；均衡速度快，单体电池间均衡电流值较高；均衡模块电路具有硬件保护功能，当控制信号故障时，均衡模块会自动停止工作。本发明的均衡系统在开始运行后，偶数组和奇数组均衡模块交替工作，各均衡模块的均衡方向取决于均衡算法计算。电池组中各电池电量根据算法最优路径在各电池间流动转移，电量无反复搬移，最终各串联单体电池以较快的速度达到均衡状态。

附图说明

图1为本发明的电池均衡系统框图。

图2为本发明的均衡模块电路原理图。

图3为本发明的均衡算法流程图。

图4为本发明的均衡效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明使用一种均衡算法以避免传统方法中电量的重复搬移导致的能量损失，加快均衡速度，缩短均衡时间，提高均衡效率；具有较为精确的均衡精度，使电池组具有更好的一致性；具有拓展性和支持电池数量多的特点，可对上百节以内任意数量串联单体电池进行均衡；均衡电路采用隔离设计，避免功率电路对控制电路的影响；均衡电路采用保护设计，避免由于控制信号异常时电路元器件烧毁，降低故障率。

本发明设计一种基于buck-boost电路的双向主动均衡系统，根据均衡电路的特点，配套设计一种高效的电池均衡策略算法。通过该均衡系统，可以使电池组中单体电池间进行双向充放电操作，依照一种高效策略将所有单体电池电压控制在一个较小的误差范围内。该主动均衡算法能够避免电池能量反复搬移，即能量搬移路径达到最优，减少了搬移损耗和所需时间。

电动汽车动力电池均衡系统框图如附图1所示。电动汽车动力电池均衡系统包含一个电池均衡中央控制系统、n个单体动力电池B₁，B₂，…，B_k，…，Bn组成的电池组和m个电池均衡模块，n个单体动力电池依次串联，所述电池均衡中央控制系统包括嵌入式处理器、电压采集模块和均衡控制单元，嵌入式处理器通过控制电压采集模块对电池组中n个单体动力电池的电压进行采集，嵌入式处理器根据单体动力电池电压的采集结果，生成均衡控制信号，通过均衡控制单元控制所有电池均衡模块按照不同均衡方向协同工作，实现对动力电池组高效、高精度的均衡。所述的n-1个电池均衡模块并联在n个单体动力电池中每两个单体动力电池之间，即第1个电池均衡模块并联在单体动力电池B1和B2之间，第2个电池均衡模块并联在单体动力电池B2和B3之间，并依次类推。

每个电池均衡模块对电池组中串联的相邻两个单体动力电池间进行双向电量转移，每个电池均衡模块包含隔离电路、功率驱动电路和双向buck-boost电路。图2所示为一个均衡模块电路原理图，隔离电路由光耦U1、U2，电阻R3、R6，电容C1、C4、C3、C5构成，光耦U1和光耦U2并联，PWM UP连接光耦U1的2管脚，并串联电阻R6后连接光耦U2的3管脚，PWM DN连接光耦U2的2管脚，并串联电阻R3后连接光耦U1的3管脚，电容C1、C4并联后连接至光耦U1的5管脚，电容C3、C5并联后连接至光耦U2的5管脚；功率驱动电路包含电阻R2、R4，电容C2，二极管D2和三极管Q1，二极管D2连接在三极管Q1的基极和集电极间，C2和R4串联后连接在Q1的基极和集电极间，电阻R2的一端连接在C2和R4之间，电阻R2的另外一端连接光耦U1的6管脚；双向buck-boost电路由开关管Q2、Q3，二极管D1、D3以及功率电感L1组成，二极管D1两端分别和开关管Q2的漏极和源极连接，二极管D3两端分别和开关管Q3的漏极和源极连接，开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极相连，功率电感L1一端连接至开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极，功率电感L1的另一端连接至BAT2。隔离电路由光耦U1、U2的6端口连接至功率驱动电路，功率驱动电路通过电阻R1、R7分别与双向buck-boost电路连接，。两个信号端PWM UP和PWM DN连接至电池均衡中央控制系统；BAT1、BAT2、BAT3为三个功率端，连接至串联电池组中相邻的两个单体电池的正负极，由于串联电池组相邻两单体电池中前一节单体电池的负极和后一节单体电池正极相接，合并为一个接线端，则三个功率端分别和前一节单体电池的正极、前一节单体电池的负极、后一节单体电池负极相连接。PWM UP和PWM DN接收来自电池均衡中央控制系统的均衡控制信号，首先通过隔离电路进行隔离，隔离后的信号送至功率驱动电路放大后，驱动双向buck-boost电路工作，通过BAT1、BAT2、BAT3三个端口将相邻两个单体电池(如图2所示，B_k和B_k+1代表电池组中任意位置相邻的两块电池)的电量进行转移，实现电池均衡。

每个电池均衡模块的具体工作过程为：首先电池均衡中央控制系统控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，则开关管Q2开通，开关管Q3关断，电池B_k通过开关管Q2向功率电感L1充电；随后控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，则开关管Q3开通，开关管Q2关断，功率电感L1通过Q3向电池B_k+1充电；如此循环往复，则电池B_k的电量通过L1转移至电池B_k+1中，实现电池B_k向电池B_k+1充电。若欲使电池B_k+1向电池B_k充电，和上述过程同理，先控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，随后控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，如此循环往复即可。当控制信号异常时，如控制PWM UP为高电平，PWM DN也为高电平，该电路在保护机制下停止工作，避免烧毁电路。其他所有电池均衡模块工作过程和上述介绍一致，仅其所接收的PWM控制信号不同，则每个均衡模块在均衡方向上不同。

上述电池均衡模块的组成及工作过程是对单一电池均衡模块的说明，整个动力电池组的均衡需要若干个电池均衡模块协同工作。每个电池均衡模块对应两个相邻的单体电池，电池组中均衡模块总数m等于串联动力电池组中单体电池数量n-1。每个电池均衡模块对应两个相邻的单体电池，即第1个均衡模块控制串联电池组中第1、2块单体电池的均衡，第2个均衡模块控制串联电池组中第2、3块单体电池的均衡，以此类推，第k个均衡模块控制串联电池组中第k、k+1块单体电池的均衡。所有电池均衡模块的信号端都连接至电池均衡中央控制系统。电池均衡中央控制系统根据电池组各个动力单体电池的实时电压信息，利用均衡算法生成每个均衡模块的均衡控制信号。均衡控制信号被发送至各个均衡模块。每个均衡模块按照各自的控制信号工作，控制各单体电池按照正确的方向转移电量，最终使电池组中所有单体电池达到均衡状态。

为了让均衡过程中均衡次数达到最少，避免反复搬移电量，电池均衡控制系统的嵌入式处理器根据设计的均衡算法计算出每个均衡模块每次均衡的正确方向，生成均衡控制信号，利用均衡模块进行均衡控制。均衡算法以串联电池组中每节单体电池端电压为依据，通过计算每个均衡模块两侧所有单体电池电压的平均值，判断该均衡模块必要进行的均衡方向，并控制该均衡模块进行均衡操作；均衡算法将各均衡模块进行奇偶分组，奇数组和偶数组均衡模块分组执行均衡操作；该算法运行时首先确定均衡模块数量，自适应电池数量，单体电池数在一定范围内时均可进行均衡控制。

所述均衡控制的均衡控制算法步骤如下：

Step1：读取电池总数n，则电池均衡模块总数m＝n-1，将所有电池均衡模块分组，第1、3、5等模块为奇数组均衡模块，称为S₁、S₃、S₅、…；第2、4、6等模块为偶数组均衡模块，称为S₂、S₄、S₆、…；

Step2：获取当前时刻电池组中每个动力单体电池B_k的电压V_k，计算电池组所有单体电池电压的平均值V′，设置允许误差值E(本发明根据电池组的使用要求设定取值范围为10mV～20mV)；令k＝1、2、3…(k≤n)，判断每个电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值是否小于规定误差值E；若某单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值大于规定误差值E，则电池组未达到均衡状态，则进入Step3；若单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值小于或等于规定误差值E，则电池组已达到均衡状态，进入Step8，均衡结束；

Step3：令计数标识p等于1；

Step4：比较B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压，当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压绝对值之差小于或等于规定误差值E，则记S_p＝0；当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压的绝对值之差大于规定误差值E时，若B₁至B_p的平均电压小于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝1；反之，若B₁至B_p的平均电压大于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝2；

Step5：将p加1，当p<m时，返回到Step4；当p＝m时，进入Step6；

Step6：控制奇数组均衡模块进行均衡，即控制S₁、S₃、S₅、…奇数均衡模块进行均衡，即依次取k＝1、3、5…(k≤m)，依据Step4中记录的各S_k的值，分三种情况进行均衡控制：若S_k＝0，则控制均衡模块S_k不工作；若S_k＝1，则控制B_k+1向B_n充电；若S_k＝2，则控制B_k向B_k+1充电；

Step7：控制偶数组模块进行均衡，即控制S₂、S₄、S₆、…偶数均衡模块，依次取k＝2、4、6…(k≤m)，均衡控制方法同Step6中奇数组的步骤，返回Step2；

Step8：均衡结束。

本发明的算法流程图如图3所示。

本电池均衡系统运用于电动汽车动力电池。本实施例中电动汽车动力电池包含有单体电池10个，电池类型为铅酸动力电池，标称电压12V，容量120AH，10节单体电池串联组成电池组。本系统可对电池组各单体电压进行实时监控并分析信息，进行均衡处理，防止电池过充过放，延长电池使用寿命，降低故障率，提高电池效率和最大输出功率。

电动汽车动力电池均衡系统的信息处理、均衡控制由电池均衡中央控制系统完成。电池均衡中央控制系统位于一块均衡系统控制板上，由STM单片机部分、RS232通信模块部分、均衡控制部分及外围电路构成。电池均衡中央控制系统通过RS232通信模块和10节单体电池的电压采集单元连接，又通过均衡控制模块和9个均衡模块连接。当均衡启动后，电池均衡中央控制系统的工作过程为：发出采集控制信号、接收采集到的电压信息、分析计算出各均衡模块方向、发出均衡控制信息、发出采集控制信号。如此循环，直至电池组达到均衡状态或人为停止均衡工作。

均衡系统的电压采集功能由电压采集模块完成。电压采集模块由高精度AD器件、光耦隔离模块、RS232通信模块构成。该单元的通信模块和嵌入式处理器连接，采集部分和单体电池正负极连接。该单元中的AD采样芯片具有24位精度，理论精度可达0.1mA，实际精度1mA。具有数字隔离功能，防止功率电路的干扰。实际工作时，10块电池信息更新速度为0.25s。

均衡系统的均衡操作实施由均衡模块完成。均衡模块接收中央系统发送的均衡控制信息，经过光耦隔离、功率放大后作用于双向buck-boost电路部分，控制电池组中相邻两块电池间的能量转移。双向buck-boost电路和相邻两块电池的正负极相连，其中前一节电池的负极和后一节电池的正极共用一个连接点。双向buck-boost电路中的两个MOS管(图2中Q2、Q3)采用导通阻抗较低的IRF3205和IRF5305，最大工作电压55V，最大工作电流31A；二极管(图2中D1和D3)选用16CTQ100以满足导通压降和最大续流的要求；均衡模块包含光耦(图2中U1和U2)隔离电路，避免了功率电路对控制电路的干扰；选用100uH的磁环电感储存转移的能量，能够实现较大的均衡电流。

本实施例对电池电压的采样精度为1mV，采样范围10-20V，均衡电流峰值为1A，均衡开关频率为50KHz，平均均衡电流0.2A，设定均衡精度误差值为20mV。静止状态下实际均衡时，根据电池电压差异的不同，所需均衡时间为几至几十分钟不等，最终电池组均衡精度不大于20mV。

Claims (2)

1.一种电动汽车动力电池均衡系统，包括一个电池均衡中央控制系统、n个单体动力电池B₁，B₂，…，B_k，…，Bn组成的电池组和m个电池均衡模块，其特征在于：

所述的n个单体动力电池依次串联，所述电池均衡中央控制系统包括嵌入式处理器、电压采集模块和均衡控制单元，嵌入式处理器通过控制电压采集模块对电池组中n个单体动力电池的电压进行采集，嵌入式处理器根据单体动力电池电压的采集结果，生成均衡控制信号，通过均衡控制单元控制所有电池均衡模块按照不同均衡方向协同工作；所述的n-1个电池均衡模块并联在n个单体动力电池中每两个单体动力电池之间，即第1个电池均衡模块并联在单体动力电池B₁和B₂之间，第2个电池均衡模块并联在单体动力电池B₂和B₃之间，并依次类推；

所述电池均衡模块对电池组中串联的相邻两个单体动力电池间进行双向电量转移，每个电池均衡模块包含隔离电路、功率驱动电路和双向buck-boost电路，隔离电路由光耦U1、U2，电阻R3、R6，电容C1、C4、C3、C5构成，光耦U1和光耦U2并联，PWM UP连接光耦U1的2管脚，并串联电阻R6后连接光耦U2的3管脚，PWM DN连接光耦U2的2管脚，并串联电阻R3后连接光耦U1的3管脚，电容C1、C4并联后连接至光耦U1的5管脚，电容C3、C5并联后连接至光耦U2的5管脚；功率驱动电路包含电阻R2、R4，电容C2，二极管D2和三极管Q1，二极管D2连接在三极管Q1的基极和集电极间，C2和R4串联后连接在Q1的基极和集电极间，电阻R2的一端连接在C2和R4之间，电阻R2的另外一端连接光耦U1的6管脚；双向buck-boost电路包含开关管Q2、Q3，二极管D1、D3以及功率电感L1，二极管D1的两端分别和开关管Q2的漏极和源极连接，二极管D3两端分别和开关管Q3的漏极和源极连接，开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极相连，功率电感L1一端连接至开关管Q2的漏极和开关管Q3的源极，功率电感L1的另一端连接至BAT2；隔离电路由光耦U1、U2的6端口连接至功率驱动电路，功率驱动电路通过电阻R1、R7分别与双向buck-boost电路连接；两个信号端PWM UP和PWM DN连接至电池均衡中央控制系统；BAT1、BAT2、BAT3为三个功率端，分别连接至串联电池组中相邻的两个单体电池的正负极，由于串联电池组相邻两单体电池中前一节单体电池的负极和后一节单体电池正极相接，合并为一个接线端，则三个功率端分别和前一节单体电池的正极、前一节单体电池的负极、后一节单体电池负极相连接；PWM UP和PWM DN接收来自电池均衡中央控制系统的均衡控制信号，首先通过隔离电路进行隔离，隔离后的信号送至功率驱动电路放大后，驱动双向buck-boost电路工作，通过BAT1、BAT2、BAT3三个端口将相邻两个单体电池的电量进行转移，实现电池均衡；

每个电池均衡模块的具体工作过程为：首先电池均衡中央控制系统控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，则开关管Q2开通，开关管Q3关断，电池B_k通过开关管Q2向功率电感L1充电；随后控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，则开关管Q3开通，开关管Q2关断，功率电感L1通过Q3向电池B_k+1充电；如此循环往复，则电池B_k的电量通过L1转移至电池B_k+1中，实现电池B_k向电池B_k+1充电；若欲使电池B_k+1向电池B_k充电，先控制PWM UP为低电平，PWM DN为高电平，随后控制PWM UP为高电平，PWM DN为低电平，如此循环往复即可；

每个电池均衡模块对应两个相邻的单体电池，电池组中均衡模块总数m等于串联动力电池组中单体电池数量n-1；所有电池均衡模块的信号端都连接至电池均衡中央控制系统，电池均衡中央控制系统根据电池组各个动力单体电池的实时电压信息，生成每个均衡模块的均衡控制信号，均衡控制信号被发送至各个电池均衡模块，每个电池均衡模块按照各自的控制信号工作，控制各单体动力电池按照正确的方向转移电量，最终使电池组中所有单体电池达到均衡状态。

2.一种利用权利要求1所述电动汽车动力电池均衡系统的均衡方法，其特征在于包括下述步骤：

Step1：读取电池总数n，则电池均衡模块总数m＝n-1，将所有电池均衡模块分组，第1、3、5、…模块为奇数组均衡模块，称为S₁、S₃、S₅、…；第2、4、6、…模块为偶数组均衡模块，称为S₂、S₄、S₆、…；

Step2：获取当前时刻电池组中单体动力电池B_k的电压V_k，计算电池组所有单体动力电池电压的平均值V′，设置允许误差值E，其中E根据电池组的使用要求设定；令k＝1、2、3…，且k≤n，判断每个电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值是否小于规定误差值E；若某单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值大于规定误差值E，则电池组未达到均衡状态，则进入Step3；若单体电池电压V_k和平均电压V′之差的绝对值小于或等于规定误差值E，则电池组已达到均衡状态，进入Step8；

Step3：令计数标识p等于1；

Step4：比较B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压，当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压绝对值之差小于或等于规定误差值E，则记S_p＝0；当B₁至B_p的平均电压和B_p+1至B_n的平均电压的绝对值之差大于规定误差值E时，若B₁至B_p的平均电压小于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝1；反之，若B₁至B_p的平均电压大于B_p+1至B_m的平均电压，记S_p＝2；

Step5：将p加1，当p<m时，返回到Step4；当p＝m时，进入Step6；

Step6：控制奇数组均衡模块进行均衡，即控制S₁、S₃、S₅、…奇数均衡模块进行均衡，即依次取k＝1、3、5…，k≤m，依据Step4中记录的各S_k的值，分三种情况进行均衡控制：若S_k＝0，则控制均衡模块S_k不工作；若S_k＝1，则控制B_k+1向B_n充电；若S_k＝2，则控制B_k向B_k+1充电；

Step7：控制偶数组模块进行均衡，即控制S₂、S₄、S₆、…偶数均衡模块，依次取k＝2、4、6…，k≤m均衡控制方法同Step6中奇数组的步骤，返回Step2；

Step8：均衡结束。

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