CN112234674A - 一种簇内均衡电路及均衡控制方法 - Google Patents

一种簇内均衡电路及均衡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种簇内均衡电路及均衡控制方法，其中簇内均衡电路包括多个单体电芯、多个正激变压器、多个均衡使能开关和一个辅助电源，当均衡使能开关处于闭合状态时，对应的单体电芯，正激变压器和辅助电源形成一均衡回路以控制单体电芯的充电和放电。通过本技术方案，提供了一种应用于锂电池储能系统的簇内均衡电路及相应的均衡控制方案，可以多通道同时开启充放电，均衡能力大大提升，同时不受储能系统的电压限制，能够很好地适应于大型高压锂电池储能系统的应用环境，在提升主动均衡系统调节能力和调节灵活性的同时，降低了系统的整体成本，增加了系统的适用范围；均衡控制方法相较现有技术更为简单、容易实施，进而提升了系统整体的稳定性。

Description

一种簇内均衡电路及均衡控制方法
技术领域
本发明涉及电池储能系统技术领域，尤其涉及一种簇内均衡电路及均衡控制方法。
背景技术
锂电池具有“无记忆”效应、循环寿命长、充放电倍率高等特点，使得锂电池成为储能领域的重点关注对象。锂电池技术经过多年的发展，逐渐从研究阶段进入大规模的商业应用阶段：单体锂离子电芯能够通过串并联配组，使得锂电池可以实现小型、大型储能系统，其中小型锂离子储能系统可以由一个单体锂离子电芯组成，而大型锂离子储能系统可以由成千上万个单体锂离子电芯组成，先通过大容量的电芯串联形成电池簇，再通过并联实现容量倍增。
虽然锂电池通过串并联单体锂离子电芯形成能量型、功率型储能系统，但是由于生产过程中的差异性，会导致单体锂离子电芯出厂差异，而使用环境和单体电芯性能差异会导致电池间的不一致性加剧；为了解决电池不一致性对整体锂电池储能系统造成的“短板”效应，在高倍率大容量型锂电池储能系统中必须对其进行均衡。
当前锂电池均衡电路主要包括被动均衡电路和主动均衡电路：被动均衡是一种能耗型均衡，通过放电电阻实现均衡，均衡电流小，均衡效率低，适用于小容量型锂电池储能系统，不适用大容量型锂电池储能系统；主动均衡是一种能量转移型均衡，通过电感、电容等储能元件实现能量转移，均衡电流大，均衡效率高，适用大容量型锂电池储能系统。然而，现有的主动均衡电路大都存在电路结构复杂、均衡能力弱、均衡时间长、均衡控制方法复杂、难以实现大型高压锂电池储能系统的电池簇内均衡等缺陷，亟需一种簇内均衡电路及相应的均衡控制方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种簇内均衡电路及均衡控制方法，具体技术方案如下所示：
一种簇内均衡电路，包括：
多个单体电芯，每个单体电芯串联连接；
多个正激变压器，每个正激变压器分别对应一单体电芯并与单体电芯电连接；
一个辅助电源，分别电连接每个正激变压器；
多个均衡使能开关，每个均衡使能开关分别对应一单体电芯和对应的正激变压器，并设置于对应的单体电芯和对应的正激变压器之间；
当均衡使能开关处于闭合状态时，对应的单体电芯，对应的正激变压器和辅助电源形成一均衡回路以控制单体电芯的充电和放电。
优选的，该种簇内均衡电路，其中每个均衡使能开关包括一第一开关和一第二开关；
第一开关设置于均衡回路的正向通路上；
第二开关设置于均衡回路的回流通路上。
优选的，该种簇内均衡电路，其中单体电芯依照一预设次序串联排列；
于任意两个相邻的单体电芯中，按预设次序前一单体电芯对应的均衡回路的回流通路和后一单体电芯对应的均衡回路的正向通路共用一导通开关。
优选的，该种簇内均衡电路，其中簇内均衡电路还包括一检测单元；
检测单元用于持续检测每个单体电芯的电压值并输出。
优选的，该种簇内均衡电路，其中簇内均衡电路还包括一控制单元；
控制单元分别连接检测单元和每个均衡使能开关，根据每个单体电芯的电压值决定对应的均衡使能开关的闭合及开断。
优选的，该种簇内均衡电路，其中正激变压器包括一第一电压输入端电路和一第二电压输入端电路；
第一电压输入端电路连接对应的单体电芯；
第二电压输入端电路连接辅助电源。
优选的，该种簇内均衡电路，其中第一电压输入端电路包括：
第一电感、第二电感、第一开关管和第一电阻，依次与单体电芯串联连接；
于单体电芯和第一电感间设置有一第一节点，于第一电感和第二电感间设置有一第二节点，于第一开关管和第一电阻间设置有一第三节点，于第一电阻和单体电芯间设置有一第四节点；
第二开关管，设置于第二节点和第三节点之间；
第一电容，设置于第一节点和第四节点之间。
优选的，该种簇内均衡电路，其中第二电压输入端电路包括：
第三电感、第三开关管和第二电阻，依次与辅助电源串联连接；
于辅助电源和第三电感间设置有一第五节点，于第三电感和第三开关管间设置有一第六节点，于第三开关管和第二电阻间设置有一第七节点，于第二电阻和辅助电源间设置有一第八节点；
第二电容和第四开关管，串联设置于第六节点和第七节点之间；
第三电容，设置于第五节点和第八节点之间，第八节点连接一接地端。
一种均衡控制方法，应用于上述任意一项的簇内主动均衡电路中，包括：
步骤S1，持续检测并获取每个单体电芯的实时电压；
步骤S2，判断每个实时电压是否大于一第一预设阈值，且每个实时电压是否小于一第二预设阈值，并生成相应的判断结果；
步骤S3，根据判断结果，将大于第一预设阈值的实时电压的数量记为待放电电芯数，并将小于第二预设阈值的实时电压的数量记为待充电电芯数；
当待放电电芯数为零且待充电电芯数为零时，返回步骤S1；
当待放电电芯数为零且待充电电芯数不为零时，转向步骤S4；
当待放电电芯数不为零且待放电电芯数小于待充电电芯数时，转向步骤S5；
当待放电电芯数不为零且待放电电芯数大于等于待充电电芯数时，转向步骤S6；
步骤S4，按照实时电压从低至高的第一次序依次对实时电压小于第二预设阈值的单体电芯进行充电均衡；
步骤S5，按照第一次序依次对实时电压小于第二预设阈值的单体电芯进行充电均衡，而后按照实时电压从高至低的第二次序依次对实时电压大于第一预设阈值的单体电芯进行放电均衡；
步骤S6，按照第一次序依次对前待放电电芯数加一个单体电芯进行充电均衡，而后按照实时电压从高至低的第二次序依次对实时电压大于第一预设阈值的单体电芯进行放电均衡。
优选的，该种均衡控制方法，其中预先设置有一充放电固定阈值；
V1＝Varg+ΔV
V2＝Varg-ΔV
其中：
V1为第一预设阈值；
V2为第二预设阈值；
Varg为每个实时电压的实时平均值；
ΔV为充放电固定阈值。
本技术方案具有如下优点或有益效果：
通过本技术方案，提供了一种应用于锂电池储能系统的簇内均衡电路及相应的均衡控制方案，可以多通道同时开启充放电，均衡能力大大提升，同时不受储能系统的电压限制，能够很好地适应于大型高压锂电池储能系统的应用环境，在提升主动均衡系统调节能力和调节灵活性的同时，降低了系统的整体成本，增加了系统的适用范围；均衡控制方法相较现有技术更为简单、容易实施，进而提升了系统整体的稳定性。
附图说明
图1为本发明一种簇内均衡电路及均衡控制方法中，簇内均衡电路的结构示意图。
图2为本发明一种簇内均衡电路及均衡控制方法中，一较佳实施例中簇内均衡电路的结构示意图。
图3为本发明一种簇内均衡电路及均衡控制方法中，正激变压器的结构示意图。
图4为本发明一种簇内均衡电路及均衡控制方法中，均衡控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种簇内均衡电路及均衡控制方法，具体技术方案如下所示：
一种簇内均衡电路，如图1所示，包括：
多个单体电芯1，每个单体电芯1串联连接；
多个正激变压器2，每个正激变压器2分别对应一单体电芯1并与单体电芯1电连接；
一个辅助电源3，分别电连接每个正激变压器2；
多个均衡使能开关4，每个均衡使能开关4分别对应一单体电芯1和对应的正激变压器2，并设置于对应的单体电芯1和对应的正激变压器2之间；
当均衡使能开关4处于闭合状态时，对应的单体电芯1，对应的正激变压器2和辅助电源3形成一均衡回路以控制单体电芯1的充电和放电。
在本发明的一较佳实施例中，公开了一种簇内均衡电路，其中每个单体电芯1对应一个均衡回路进行均衡充放电控制；每个均衡回路都具有一个均衡使能开关4：当单体电芯1需要均衡时，闭合均衡回路对应的均衡使能开关4，反之则断开均衡回路对应的均衡使能开关4。该簇内均衡电路不需要复杂的开关阵列进行均衡通道的选择，支持多个均衡通道使能切入和切出；每个均衡通道均受独立控制，可以实现多个通道的同时充电或放电，大大增强额系统整体的主动均衡能力。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，如图1所示，其中每个均衡使能开关4包括一第一开关41和一第二开关42；
第一开关41设置于均衡回路的正向通路上；
第二开关42设置于均衡回路的回流通路上。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，其中单体电芯1依照一预设次序串联排列；
于任意两个相邻的单体电芯1中，按预设次序前一单体电芯1对应的均衡回路的回流通路和后一单体电芯1对应的均衡回路的正向通路共用一导通开关。
在本发明的另一较佳实施例中，如图2所示，单体电芯按照预设次序进行排列并进行相应的标号，同样的对于均衡回路上的导通开关以及对应的正激变压器也进行相应的标号：从图2中不难看出，当需要对第n个(n为任意正整数)单体电芯进行均衡充放电控制时，需要闭合对应的开关Sn和S(n+1)，控制第n个正激变压器2启动充放电控制；由于后一单体电芯1对应的均衡回路的正向通路和前一单体电芯1对应的均衡回路的回流通路共用一导通开关，当该种簇内均衡电路包括n个单体电芯1时，仅需要设置(n+1)个导通开关而非2n个，能够大大简化簇内均衡电路的设置规模。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，其中簇内均衡电路还包括一检测单元；
检测单元用于持续检测每个单体电芯的电压值并输出。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，其中簇内均衡电路还包括一控制单元；
控制单元分别连接检测单元和每个均衡使能开关，根据每个单体电芯的电压值决定对应的均衡使能开关的闭合及开断。
在本发明的另一较佳实施例中，该种簇内均衡电路还包括一检测单元和一控制单元，检测单元用于对每个单体电芯1的实时电压情况进行持续检测并进行反馈，控制单元根据反馈的实时电压情况判断单体电芯是否需要进行均衡充放电，并当需要时控制相应的均衡使能开关闭合以形成相应的均衡回路以实现均衡充放电。相关判断标准和均衡控制方法将于下文进行具体阐释说明。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，如图3所示，其中正激变压器2包括一第一电压输入端电路21和一第二电压输入端电路22；
第一电压输入端电路21连接对应的单体电芯1；
第二电压输入端电路22连接辅助电源3。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，如图3所示，其中第一电压输入端电路21包括：
第一电感L1、第二电感L2、第一开关管Q1和第一电阻R1，依次与单体电芯1串联连接；
于单体电芯1和第一电感L1间设置有一第一节点a，于第一电感L1和第二电感L2间设置有一第二节点b，于第一开关管Q1和第一电阻R1间设置有一第三节点c，于第一电阻R1和单体电芯1间设置有一第四节点d；
第二开关管Q2，设置于第二节点b和第三节点c之间；
第一电容C1，设置于第一节点a和第四节点d之间。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，如图3所示，其中第二电压输入端电路22包括：
第三电感L3、第三开关管Q3和第二电阻R2，依次与辅助电源3串联连接；
于辅助电源3和第三电感L3间设置有一第五节点e，于第三电感L3和第三开关管Q3间设置有一第六节点f，于第三开关管Q3和第二电阻R2间设置有一第七节点g，于第二电阻R2和辅助电源3间设置有一第八节点h；
第二电容C2和第四开关管Q4，串联设置于第六节点f和第七节点g之间；
第三电容C3，设置于第五节点e和第八节点h之间，第八节点h连接一接地端。
在本发明的另一较佳实施例中，每个均衡回路均设置有一个正激变压器2，正激变压器的设置如图3所示，考虑到单体电芯工作电压在5V以内，主动均衡电流要求大，因而需要选择适用于低压、大电流输出的正激变压器，可以有效提高主动均衡能力，增加均衡效率。
于上述较佳实施例中，正激变压器2可以实现单体电芯1充放电功能，其电路结构简单，便于控制，其中：电感L1、L2，开关管Q1、Q2，电容C1和电阻R1共同组成正激变压器单体电芯电压输入端电路；电感L3，开关管Q3、Q4、电容C2、C3和电阻R2共同组成正激变压器辅助电源电压输出端电路；电容C2、C3和R2用于实现纹波平滑和软起功能。
于上述较佳实施例中，当需要对对应的单体电芯1进行充电均衡时，第三开关管Q3开通后，绕组第三电感L3电流线性增长，此时第二电感L2和翔安L3的电势方向相同；当第三开关管Q3关断后，第二电感L2和第一电感L1的电势相同，通过第一开关管Q1续流将能量回馈到单体电芯1。
于上述较佳实施例中，当需要对对应的单体电芯1进行放电均衡时，当第一开关管Q1开通后，第一电感L1和第二电感L2电流线性增长，此时第一电感L1和第二电感L2电势方向相同；当第一开关管Q1关断后，第三电感L3通过第三开关管Q3续流，第一电感L1和第二开关管Q2共同实现正激变压器2的磁芯复位。
作为优选的实施方式，该种簇内均衡电路，辅助电源3的电压为12V。
在本发明的另一较佳实施例中，主动均衡吸取的能量源选择12V辅助电源3。单体电芯1工作电压在5V以内，如果正激变压器2直接接入大型高压的电池簇端，正激变压器2变比受电池簇端电压影响，电池簇端电压越高，变比必然越大，则正激变压器体积变大，发热量变大；考虑到电池簇端电压是变化的，因而对于正激变压器2控制是相对复杂的。于上述较佳实施例中，12V辅助电源3能够提供单体电芯1充电所需的能量源，同时能够解耦正激变压器电压变比受电池簇电压的制约，进而能够增加主动均衡范围，降低系统成本，简化系统结构。
一种均衡控制方法，应用于上述任意一项的簇内主动均衡电路中，如图4所示，包括：
步骤S1，持续检测并获取每个单体电芯的实时电压；
步骤S2，判断每个实时电压是否大于一第一预设阈值，且每个实时电压是否小于一第二预设阈值，并生成相应的判断结果；
步骤S3，根据判断结果，将大于第一预设阈值的实时电压的数量记为待放电电芯数，并将小于第二预设阈值的实时电压的数量记为待充电电芯数；
当待放电电芯数为零且待充电电芯数为零时，返回步骤S1；
当待放电电芯数为零且待充电电芯数不为零时，转向步骤S4；
当待放电电芯数不为零且待放电电芯数小于待充电电芯数时，转向步骤S5；
当待放电电芯数不为零且待放电电芯数大于等于待充电电芯数时，转向步骤S6；
步骤S4，按照实时电压从低至高的第一次序依次对实时电压小于第二预设阈值的单体电芯进行充电均衡；
步骤S5，按照第一次序依次对实时电压小于第二预设阈值的单体电芯进行充电均衡，而后按照实时电压从高至低的第二次序依次对实时电压大于第一预设阈值的单体电芯进行放电均衡；
步骤S6，按照第一次序依次对前待放电电芯数加一个单体电芯进行充电均衡，而后按照实时电压从高至低的第二次序依次对实时电压大于第一预设阈值的单体电芯进行放电均衡。
在本发明的另一较佳实施例中，提出了一种于簇内均衡电路配套使用的主动均衡控制方法：由于多级正激变压器2和辅助电源3解耦通道控制，使得主动均衡控制方法简单，每个均衡通道均独立控制充放电；该种主动均衡控制方法关键在于充放电均衡通道选择上，由于辅助电源3可以释放能量，不能吸收能量，在均衡控制时只需要保证能量不倒灌到辅助电源3即可。
作为优选的实施方式，该种均衡控制方法，其中预先设置有一充放电固定阈值；
V1＝Varg+ΔV
V2＝Varg-ΔV
其中：
V1为第一预设阈值；
V2为第二预设阈值；
Varg为每个实时电压的实时平均值；
ΔV为充放电固定阈值。
现提供一具体实施例对本技术方案进行进一步阐释和说明：
在本发明的具体实施例中，采用如图2所示的簇内均衡电路，通过检测单元获得每个单体电芯对应的实时电压值并计算得到实时平均值和相应的第一预设阈值以及第二预设阈值，并将满足单体电芯电压V>V1的放电通道个数记为N1，满足单体电芯电压V<V2的充电通道个数记为N2。
于上述具体实施例中，当N1＝0且N2＝0时，说明该实时状态下所有单体电芯1的电压一致性良好，无需开启主动均衡功能，此时开关管S1到S(n+1)全部断开，所有正激变压器2的工作也全部停止。
于上述具体实施例中，当N1＝0且N2≠0时，需要开启所有满足充电条件V<V2的N2个通道进行充电均衡；若假设第i个电芯需要充电均衡，则需要闭合开关Si和Si+1，控制第i个正激变压器启动充电控制。有关正激变压器2的充放电控制原理已于前文进行相应阐释，在此充放电策略同上。
于上述具体实施例中，当N1≠0且N1<N2时，则需要先开启所有满足充电条件V<V2的N2个通道进行充电均衡，再开启所有满足充电条件V>V1的N1个通道进行放电均衡；若假设第i个电芯需要充电均衡，闭合开关Si和Si+1，控制第i个正激变压器启动充电控制；假设第j个电芯需要放电均衡，则闭合开关Sj和Sj+1，控制第j个正激变压器启动放电控制。
于上述具体实施例中，当N1≠0且N1>＝N2时，先开启电压升序排列的前(N1+1)个单体通道进行充电，再开启满足放电条件的N1个通道进行放电均衡；若假设第i个电芯需要充电均衡，闭合开关Si和Si+1，控制第i个正激变压器启动充电控制；假设第j个电芯需要放电均衡，则闭合开关Sj和Sj+1，控制第j个正激变压器启动放电控制。
于上述具体实施例中，对于充电均衡的开启依照电压升序顺序进行，对于放电均衡的开启依照电压降序顺序进行，同时并不排除本技术方案具备能够实现多均衡通道同时开启充放电均衡的功能。
综上所述，通过本技术方案，提供了一种应用于锂电池储能系统的簇内均衡电路及相应的均衡控制方案，可以多通道同时开启充放电，均衡能力大大提升，同时不受储能系统的电压限制，能够很好地适应于大型高压锂电池储能系统的应用环境，在提升主动均衡系统调节能力和调节灵活性的同时，降低了系统的整体成本，增加了系统的适用范围；均衡控制方法相较现有技术更为简单、容易实施，进而提升了系统整体的稳定性。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种簇内均衡电路，其特征在于，包括：
多个单体电芯，每个所述单体电芯串联连接；
多个正激变压器，每个所述正激变压器分别对应一所述单体电芯并与所述单体电芯电连接；
一个辅助电源，分别电连接每个所述正激变压器；
多个均衡使能开关，每个所述均衡使能开关分别对应一所述单体电芯和对应的所述正激变压器，并设置于对应的所述单体电芯和对应的所述正激变压器之间；
当所述均衡使能开关处于闭合状态时，对应的所述单体电芯，对应的所述正激变压器和所述辅助电源形成一均衡回路以控制所述单体电芯的充电和放电。
2.如权利要求1所述的簇内均衡电路，其特征在于，每个所述均衡使能开关包括一第一开关和一第二开关；
所述第一开关设置于所述均衡回路的正向通路上；
所述第二开关设置于所述均衡回路的回流通路上。
3.如权利要求1所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述单体电芯依照一预设次序串联排列；
于任意两个相邻的所述单体电芯中，按所述预设次序前一所述单体电芯对应的所述均衡回路的回流通路和后一所述单体电芯对应的所述均衡回路的正向通路共用一导通开关。
4.如权利要求1所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述簇内均衡电路还包括一检测单元；
所述检测单元用于持续检测每个所述单体电芯的电压值并输出。
5.如权利要求4所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述簇内均衡电路还包括一控制单元；
所述控制单元分别连接所述检测单元和每个所述均衡使能开关，根据每个所述单体电芯的所述电压值决定对应的所述均衡使能开关的闭合及开断。
6.如权利要求1所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述正激变压器包括一第一电压输入端电路和一第二电压输入端电路；
所述第一电压输入端电路连接对应的所述单体电芯；
所述第二电压输入端电路连接所述辅助电源。
7.如权利要求6所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述第一电压输入端电路包括：
第一电感、第二电感、第一开关管和第一电阻，依次与所述单体电芯串联连接；
于所述单体电芯和所述第一电感间设置有一第一节点，于所述第一电感和所述第二电感间设置有一第二节点，于所述第一开关管和所述第一电阻间设置有一第三节点，于所述第一电阻和所述单体电芯间设置有一第四节点；
第二开关管，设置于所述第二节点和所述第三节点之间；
第一电容，设置于所述第一节点和所述第四节点之间。
8.如权利要求6所述的簇内均衡电路，其特征在于，所述第二电压输入端电路包括：
第三电感、第三开关管和第三电阻，依次与所述辅助电源串联连接；
于所述辅助电源和所述第三电感间设置有一第五节点，于所述第三电感和所述第三开关管间设置有一第六节点，于所述第三开关管和所述第三电阻间设置有一第七节点，于所述第三电阻和所述辅助电源间设置有一第八节点；
第二电容和第四开关管，串联设置于所述第六节点和所述第七节点之间；
第三电容，设置于所述第五节点和所述第八节点之间，所述第八节点连接一接地端。
9.一种均衡控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任意一项所述的簇内主动均衡电路中，包括：
步骤S1，持续检测并获取每个所述单体电芯的实时电压；
步骤S2，判断每个所述实时电压是否大于一第一预设阈值，且每个所述实时电压是否小于一第二预设阈值，并生成相应的判断结果；
步骤S3，根据所述判断结果，将大于所述第一预设阈值的所述实时电压的数量记为待放电电芯数，并将小于所述第二预设阈值的所述实时电压的数量记为待充电电芯数；
当所述待放电电芯数为零且所述待充电电芯数为零时，返回所述步骤S1；
当所述待放电电芯数为零且所述待充电电芯数不为零时，转向步骤S4；
当所述待放电电芯数不为零且所述待放电电芯数小于所述待充电电芯数时，转向步骤S5；
当所述待放电电芯数不为零且所述待放电电芯数大于等于所述待充电电芯数时，转向步骤S6；
步骤S4，按照所述实时电压从低至高的第一次序依次对所述实时电压小于所述第二预设阈值的所述单体电芯进行充电均衡；
步骤S5，按照所述第一次序依次对所述实时电压小于所述第二预设阈值的所述单体电芯进行充电均衡，而后按照所述实时电压从高至低的第二次序依次对所述实时电压大于所述第一预设阈值的所述单体电芯进行放电均衡；
步骤S6，按照所述第一次序依次对前所述待放电电芯数加一个所述单体电芯进行充电均衡，而后按照所述实时电压从高至低的第二次序依次对所述实时电压大于所述第一预设阈值的所述单体电芯进行放电均衡。
10.如权利要求9所述的均衡控制方法，其特征在于，预先设置有一充放电固定阈值；
V1＝Varg+ΔV
V2＝Varg-ΔV
其中：
V1为所述第一预设阈值；
V2为所述第二预设阈值；
Varg为每个所述实时电压的实时平均值；
ΔV为所述充放电固定阈值。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114649857A (zh) * 2022-05-19 2022-06-21 武汉理工大学 一种基于辅助电源的动力电池组主动均衡系统及使用方法
WO2023225795A1 (zh) * 2022-05-23 2023-11-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯均衡方法、装置、电子设备和存储介质
CN118214129A (zh) * 2024-05-21 2024-06-18 西安奇点能源股份有限公司 一种基于充放电循环的锂电池组均衡控制系统及方法
WO2024179165A1 (zh) * 2023-02-27 2024-09-06 华为数字能源技术有限公司 电池均衡电路、储能装置、储能系统及其均衡控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004215322A (ja) * 2002-12-26 2004-07-29 Ntt Data Corp バッテリの放電制御回路、充電制御回路および充放電制御回路
US20130241491A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Jianguo Hu Balanced battery pack system based on two-way energy transfer
CN104617621A (zh) * 2015-01-28 2015-05-13 杭州高特电子设备有限公司 一种改进的动力电池组维护方法
CN105811497A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 上海电气集团股份有限公司 一种集中式dc-dc电池均衡器
CN109742459A (zh) * 2018-12-20 2019-05-10 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种无人机快速充电的锂电池管理系统
CN109950949A (zh) * 2019-03-14 2019-06-28 上海电气集团股份有限公司 一种储能用锂电池组的三级主动均衡电路
CN110120558A (zh) * 2019-03-07 2019-08-13 上海电气集团股份有限公司 一种锂离子电池的主动均衡控制方法及控制系统
CN110323794A (zh) * 2019-02-01 2019-10-11 成都汇云创科技有限公司 一种主动均衡的控制方法和电路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004215322A (ja) * 2002-12-26 2004-07-29 Ntt Data Corp バッテリの放電制御回路、充電制御回路および充放電制御回路
US20130241491A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Jianguo Hu Balanced battery pack system based on two-way energy transfer
CN104617621A (zh) * 2015-01-28 2015-05-13 杭州高特电子设备有限公司 一种改进的动力电池组维护方法
CN105811497A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 上海电气集团股份有限公司 一种集中式dc-dc电池均衡器
CN109742459A (zh) * 2018-12-20 2019-05-10 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种无人机快速充电的锂电池管理系统
CN110323794A (zh) * 2019-02-01 2019-10-11 成都汇云创科技有限公司 一种主动均衡的控制方法和电路
CN110120558A (zh) * 2019-03-07 2019-08-13 上海电气集团股份有限公司 一种锂离子电池的主动均衡控制方法及控制系统
CN109950949A (zh) * 2019-03-14 2019-06-28 上海电气集团股份有限公司 一种储能用锂电池组的三级主动均衡电路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114649857A (zh) * 2022-05-19 2022-06-21 武汉理工大学 一种基于辅助电源的动力电池组主动均衡系统及使用方法
WO2023225795A1 (zh) * 2022-05-23 2023-11-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯均衡方法、装置、电子设备和存储介质
WO2024179165A1 (zh) * 2023-02-27 2024-09-06 华为数字能源技术有限公司 电池均衡电路、储能装置、储能系统及其均衡控制方法
CN118214129A (zh) * 2024-05-21 2024-06-18 西安奇点能源股份有限公司 一种基于充放电循环的锂电池组均衡控制系统及方法
CN118214129B (zh) * 2024-05-21 2024-08-06 西安奇点能源股份有限公司 一种基于充放电循环的锂电池组均衡控制系统及方法

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