CN113300430A - 串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器及其控制方法 - Google Patents

串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器及其控制方法 Download PDF

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张开翔
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Abstract

本发明公开了一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器及其控制方法，包括i个均衡模块，i个均衡模块通过5i个带反并联二极管的mosfet开关、i个反激式变压器、i个串联连接的电池单元构成，i个均衡模块用于形成电感均衡模块和反激式变压器均衡模块。本发明在静置状态下利用电感均衡模块进行第一重均衡，电感均衡模块电路结构简单且各模块相互独立，均衡时各电感均衡模块同时工作，均衡速度快，且易控易实现；第二重均衡利用反激式变压器均衡模块实现，均衡的拓扑电路原理简单，对均衡电流的控制能力强、均衡能量转移效率高，且各反激式变压器均衡模块相互独立，均衡时，各反激式变压器均衡模块同时工作，均衡速度快。

Description

串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器及其控制 方法
技术领域
本发明涉及一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器及其控制方法，属于电力电子技术和蓄电池组能量均衡管理技术领域。
背景技术
随着人们对使用传统化石燃料带来的环境等问题的重视，新能源汽车越来越受到青睐。为了满足电动汽车的动力需求，车用电池组需要将若干单体电池串联成组使用。由于锂单体电池的加工精度以及后期使用中的通风条件、接触热阻、自放电程度等存在一定差异，电池组中的单体不可避免的存在不一致性，而这将对整个电池组的性能造成严重影响。
在电池串联成组以后，电池容量将存在短板效应，即在充电过程中，整组容量将受到能量最高单体的限制；在放电过程中，整组容量将受到能量最低单体的限制造成能量的浪费。不仅如此，电池组中的易老化单体在与其他正常单体的成组使用过程中，也将会更容易发生过充过放，加大其老化程度，从而进一步加剧整组电池的不一致性，形成恶性循环，久而久之还会引发安全隐患。所以，必须采取有效的措施来对串联的锂离子单体电池进行能量均衡，提高电池组的充放电容量，从而延长电池组的使用寿命。
目前现有的电池均衡策略多种多样，有基于电阻、稳压管等器件，通过能量消耗的方式来达到均衡效果的被动均衡策略；也有基于电容、电感等储能元件，通过能量转移来实现均衡的主动均衡策略。其中，电容均衡以电容作为能量载体，通过单体电池之间的电压差实现能量均衡，但电池间的电压差较小时，均衡能量转移将变得困难；电感均衡以电感作为能量转移的载体，均衡电流可控性强，但是均衡能量只能在相邻的电池间进行传递，从整体效果看，均衡耗时长影响了效率；
作为大规模锂离子蓄电池储能系统或电动汽车车载锂离子动力电池系统，目前多采用分组均衡的方式。但是，目前的均衡器普遍存在能量转移效率低、均衡速度慢、对均衡能量的控制能力差的问题。
发明内容
本发明提供了一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，通过多个串联的均衡模块搭建了串联蓄电池组二重均衡的平台，并进一步配合控制方法，实现了串联蓄电池组二重均衡。
本发明的技术方案是：一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，包括i个均衡模块，i个均衡模块通过5i个带反并联二极管的mosfet开关、i个反激式变压器Tn、i个串联连接的电池单元BUn构成，i个均衡模块用于形成电感均衡模块和反激式变压器均衡模块，n＝1,2,...,i。
所述i个均衡模块，每个结构相同，每两个单体电池构成的电池单元、5个带反并联二极管的mosfet开关和一个反激式变压器构成一个均衡模块；对于第n个均衡模块：通过反激式变压器Tn的原边绕组、mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM4形成第n个电感均衡模块，通过反激式变压器Tn、mosfet开关nM1、mosfet开关nM3、mosfet开关nM5形成第n个反激式变压器均衡模块。
每个均衡模块具体连接为：反激式变压器原边绕组的两侧都各有两条支路，原边绕组同名端的一条支路通过mosfet开关nM1与均衡模块中第一个单体电池的正极相连，同名端的另一条支路通过mosfet开关nM4与均衡模块中第二个单体电池的负极相连，非同名端的一条支路通过mosfet开关nM2与均衡模块中第一个单体电池负极与第二个单体电池正极的连线相连，非同名端的另一条支路通过mosfet开关nM3与均衡模块中第二个单体电池的负极相连；反激式变压器的副边绕组的同名端直接与整个电池组的负极母线B相连，非同名端则通过mosfet开关nM5与整个电池组的正极母线A相连。
所述mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM5为P沟道增强型mosfet，mosfet开关nM3、mosfet开关nM4为N沟道增强型mosfet。
一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器的控制方法，所述第一重均衡利用电感均衡模块实现；第二重均衡利用反激式变压器均衡模块实现。
在均衡时，均衡器能实现电池组的二重能量均衡：
首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时进行的；第一重均衡通过电感均衡模块使每个电池单元内部两个单体电池间能量一致；
在完成第一重均衡的前提下进行第二重均衡，第二重均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡三种均衡实现：
当电池组处于充电状态时，多个能量高的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时向整个电池组释放能量；
当电池组处于放电状态时，多个能量低的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时从整个电池组吸收能量；
当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，选择能量最高的电池单元均衡放电，此时能量最高的电池单元利用其反激式变压器均衡模块向整个电池组释放能量；或者选择能量最低的电池单元均衡充电，此时能量最低的电池单元利用其反激式变压器均衡模块从整个电池组吸收能量。
所述方法具体为：
首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时通过各个电感均衡模块进行的，进行第一重能量均衡时，使开关nM2一直处于导通状态，然后对开关nM1或nM4进行PWM控制：当对开关nM1进行PWM控制时，能量由单体电池B(n-1)转移到单体电池Bn；当对开关nM4进行PWM控制时，能量由单体电池Bn转移到单体电池B(n-1)；
完成第一重能量均衡后进行第二重能量均衡，第二重能量均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡进行：
充电均衡：当电池组处于充电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量高的电池单元，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；
放电均衡：当电池组处于放电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量低的电池单元，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元；
静置均衡：当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，若选择最高能量的电池单元均衡放电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；若选择最低能量的电池单元均衡充电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元。
本发明的有益效果是：本发明在静置状态下利用电感均衡模块进行第一重均衡，电感均衡模块电路结构简单且各模块相互独立，均衡时各电感均衡模块同时工作，均衡速度快，且易控易实现；第二重均衡利用反激式变压器均衡模块实现，包括串联蓄电池组充电、放电、静置三种状态下的均衡策略，均衡的拓扑电路原理简单，对均衡电流的控制能力强、均衡能量转移效率高，且各反激式变压器均衡模块相互独立，均衡时，各反激式变压器均衡模块同时工作，均衡速度快。一二重均衡都采用模块化设计，使均衡器容易扩展；在电池静置状态下完成第一重能量均衡的前提下，在电池充电、放电、静置状态下进行第二重能量均衡，最终实现各串联单体电池之间的能量均衡；两重均衡，每层均能够实现并行均衡，均衡速度快，这是本发明专利的一个创新点，另外，反激式变压器充当两个角色，第一重均衡中将其作为电感使用，第二重均衡中作为正常的反激式变压器使用，因此元件的使用率高，这是本发明专利的第二个创新点。
附图说明
图1是本发明拓扑电路原理图；
图2是第一重能量均衡的一个电池单元中B1向B2均衡的电路图；(a图为第一阶段，b图为第二阶段，c图为整个阶段时序图)；
图3是第一重能量均衡的一个电池单元中B2向B1均衡的电路图；(a图为第一阶段，b图为第二阶段，c图为整个阶段时序图)；
图4是第二重能量均衡的充电均衡时的等效电路图；(a图为1M1、2M1开通，b图为1M1、2M1关断，c图为整个充电过程时序图)；
图5是第二重能量均衡的放电均衡时的等效电路图；(a图为1M5、2M5开通，b图为1M5、2M5关断，c图为整个放电过程时序图)。
(图1-图5中，黑色为开关导通状态，灰色为开关关断状态)。
具体实施方式
实施例1：如图1-5所示，一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，包括i个均衡模块，i个均衡模块通过5i个带反并联二极管的mosfet开关、i个反激式变压器Tn、i个串联连接的电池单元BUn构成，i个均衡模块用于形成电感均衡模块和反激式变压器均衡模块，n＝1,2,...,i。
进一步地，可以设置所述i个均衡模块，每个结构相同，每两个单体电池构成的电池单元、5个带反并联二极管的mosfet开关和一个反激式变压器构成一个均衡模块；对于第n个均衡模块：通过反激式变压器Tn的原边绕组、mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM4形成第n个电感均衡模块，通过反激式变压器Tn、mosfet开关nM1、mosfet开关nM3、mosfet开关nM5形成第n个反激式变压器均衡模块。
进一步地，可以设置每个均衡模块具体连接为：反激式变压器原边绕组的两侧都各有两条支路，原边绕组同名端的一条支路通过mosfet开关nM1与均衡模块中第一个单体电池的正极相连，同名端的另一条支路通过mosfet开关nM4与均衡模块中第二个单体电池的负极相连，非同名端的一条支路通过mosfet开关nM2与均衡模块中第一个单体电池负极与第二个单体电池正极的连线相连，非同名端的另一条支路通过mosfet开关nM3与均衡模块中第二个单体电池的负极相连；反激式变压器的副边绕组的同名端直接与整个电池组的负极母线B相连，非同名端则通过mosfet开关nM5与整个电池组的正极母线A相连。
进一步地，可以设置所述mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM5为P沟道增强型mosfet，mosfet开关nM3、mosfet开关nM4为N沟道增强型mosfet。
一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器的控制方法，所述第一重均衡利用电感均衡模块实现；第二重均衡利用反激式变压器均衡模块实现。
进一步地，可以设置在均衡时，均衡器能实现电池组的二重能量均衡：首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时进行的；第一重均衡通过电感均衡模块使每个电池单元内部两个单体电池间能量一致；在完成第一重均衡的前提下进行第二重均衡，第二重均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡三种均衡实现：当电池组处于充电状态时，多个能量高的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时向整个电池组释放能量；当电池组处于放电状态时，多个能量低的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时从整个电池组吸收能量；当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，选择能量最高的电池单元均衡放电，此时能量最高的电池单元利用其反激式变压器均衡模块向整个电池组释放能量；或者选择能量最低的电池单元均衡充电，此时能量最低的电池单元利用其反激式变压器均衡模块从整个电池组吸收能量。
进一步地，可以设置所述方法具体为：
首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时通过各个电感均衡模块进行的，进行第一重能量均衡时，使开关nM2一直处于导通状态，然后对开关nM1或nM4进行PWM控制：当对开关nM1进行PWM控制时，能量由单体电池B(n-1)转移到单体电池Bn；当对开关nM4进行PWM控制时，能量由单体电池Bn转移到单体电池B(n-1)；
完成第一重能量均衡后进行第二重能量均衡，第二重能量均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡进行：
充电均衡：当电池组处于充电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量高的电池单元，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；
放电均衡：当电池组处于放电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量低的电池单元，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元；
静置均衡：当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，若选择最高能量的电池单元均衡放电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；若选择最低能量的电池单元均衡充电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元。
再进一步地，给出如下实验数据：
如图2所示，如果电池单元BU1中B1的能量高于B2，则使开关1M2处于导通状态，然后对主控开关1M1进行PWM控制：第一阶段1M1导通时，B1中的能量通过回路①释放到电感1L1，如图2(a)所示；第二阶段1M1关断时，电感1L1中的能量通过回路②释放到B2，如图2(b)所示。整个过程中，开关1M2和1M1的驱动信号如图2(c)所示。(导通状态为“on”，关断状态为“off”)
如图3所示，如果电池单元BU1中B1的能量低于B2，则使开关1M2处于导通状态，然后对主控开关1M4进行PWM控制：第一阶段1M4导通时，B2中的能量通过回路①释放到电感1L1，如图3(a)所示；第二阶段1M4关断时，电感1L1中的能量通过回路②释放到B1，如图3(b)所示。整个过程中，开关1M2和1M4的驱动信号如图3(c)所示。
完成第一重能量均衡后进行第二重能量均衡，第二重能量均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡进行：
充电均衡：当电池组处于充电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量高的电池单元(能量高的电池单元的数量根据阈值判断后进行选取，可以取所有电池单元能量的均值作为阈值，高于阈值的则认为是能量高的电池单元)，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；
如图4所示，电池组处于充电状态时，假设串联电池组中的电池单元BU1和BU2的能量大于电池组平均电压。均衡时，电池单元BU1和BU2分别通过开关1M3、2M3选通，然后对主控开关1M1、2M1进行PWM控制，则电池单元BU1和BU2同时被均衡放电。当1M1、2M1导通时，电池单元向反激变压器T1、T2原边绕组储能，如图4(a)所示；当1M1、2M1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关1M5、2M5的反并联二极管流回电池组，如图4(b)所示。整个过程中，开关1M3、2M3、1M1、2M1的驱动信号如图4(c)所示。通过电池组充电状态下的均衡策略，使电池组中能量高的电池单元均衡放电，一方面提高每个电池单元及整个电池组的充电容量，另一方面也使电池组能量高的电池单元的能量得到均衡。
放电均衡：当电池组处于放电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量低的电池单元(能量低的电池单元的数量根据阈值判断后进行选取，可以取所有电池单元能量的均值作为阈值，低于阈值的则认为是能量低的电池单元)，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元；
如图5所示，电池组处于放电状态时，假设串联电池组中的电池单元BU1和BU2的能量小于电池组平均电压。均衡时，电池单元BU1和BU2分别通过开关1M3、2M3选通，然后对主控开关1M5、2M5进行PWM控制，则电池单元BU1和BU2同时被均衡放电。当1M5、2M5导通时，电池组向反激变压器T1、T2的副边绕组储能，如图5(a)所示；当1M5、2M5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关1M1、2M1的反并联二极管流回电池单元，如图5(b)所示。整个过程中，开关1M5、2M5、1M3、2M3的驱动信号如图5(c)所示。通过电池组放电状态下的均衡策略，使电池组中能量低的电池单元均衡充电，一方面提高每个电池单元及整个电池组的放电容量，另一方面也使电池组能量低的电池单元的能量得到均衡。
静置均衡：当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度(即每次对比时，如果最高能量的电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异绝对值高于最低能量的电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异绝对值，则选择最高；否则，相反处理)，可以选择最高能量的电池单元均衡放电，通过反激式变压器均衡模块使能量回馈给电池组；或者选择最低能量的电池单元均衡充电，通过反激式变压器均衡模块从电池组吸收能量；若选择最高能量的电池单元均衡放电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组，均衡过程如图4所示；若选择最低能量的电池单元均衡充电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元，均衡过程如图5所示。
本发明的工作原理是：
均衡器以反激式变压器为储能元件实现二重的并行均衡，反激式变压器充当电感和反激式变压器两种角色，因此均衡器模块包含电感均衡模块和反激式变压器均衡模块，第一重均衡由电感均衡模块实现，第二重均衡由反激式变压器均衡模块实现。首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池系统静置状态时进行的，进行第一重能量均衡时，通过电感均衡模块使电池单元中串联的两个单体电池间的能量一致；均衡分两个阶段，通过对电感均衡模块中的主控开关进行PWM控制，第一个阶段使高能量的单体电池均衡放电到反激式变压器Tn的原边绕组构成的电感nL1中，第二个阶段使电感nL1中储存的能量释放到低能量的单体电池。在完成第一重能量均衡的前提下进行第二重能量均衡，第二重能量均衡根据电池组的三种不同的工作状态分为充电均衡、放电均衡和静置均衡。当电池组处于充电状态时，多个能量高(大于电池组平均电压)的电池单元可利用各自均衡模块内部的反激式变压器同时向整个电池组释放能量；当电池组处于放电状态时，多个能量低(小于电池组平均电压)的电池单元可利用各自均衡模块内部的反激式变压器同时从整个电池组吸收能量；当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，可以选择最高能量的电池单元均衡放电，使能量回馈给电池组。也可以选择最低能量的电池单元均衡充电，从电池组吸收能量。
在实际的应用过程中，可以根据各电池单元的荷电状态不一致程度，通过调节占空比来调节均衡电流的大小。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，其特征在于：包括i个均衡模块，i个均衡模块通过5i个带反并联二极管的mosfet开关、i个反激式变压器Tn、i个串联连接的电池单元BUn构成，i个均衡模块用于形成电感均衡模块和反激式变压器均衡模块，n＝1,2,...,i。
2.根据权利要求1所述的串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，其特征在于：所述i个均衡模块，每个结构相同，每两个单体电池构成的电池单元、5个带反并联二极管的mosfet开关和一个反激式变压器构成一个均衡模块；
对于第n个均衡模块：通过反激式变压器Tn的原边绕组、mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM4形成第n个电感均衡模块，通过反激式变压器Tn、mosfet开关nM1、mosfet开关nM3、mosfet开关nM5形成第n个反激式变压器均衡模块。
3.根据权利要求2所述的串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，其特征在于：每个均衡模块具体连接为：反激式变压器原边绕组的两侧都各有两条支路，原边绕组同名端的一条支路通过mosfet开关nM1与均衡模块中第一个单体电池的正极相连，同名端的另一条支路通过mosfet开关nM4与均衡模块中第二个单体电池的负极相连，非同名端的一条支路通过mosfet开关nM2与均衡模块中第一个单体电池负极与第二个单体电池正极的连线相连，非同名端的另一条支路通过mosfet开关nM3与均衡模块中第二个单体电池的负极相连；反激式变压器的副边绕组的同名端直接与整个电池组的负极母线B相连，非同名端则通过mosfet开关nM5与整个电池组的正极母线A相连。
4.根据权利要求2所述的串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器，其特征在于：所述mosfet开关nM1、mosfet开关nM2、mosfet开关nM5为P沟道增强型mosfet，mosfet开关nM3、mosfet开关nM4为N沟道增强型mosfet。
5.一种控制权利要求1-4中任一项所述的串联蓄电池组二重模块化并行反激式能量均衡器的方法，其特征在于：所述第一重均衡利用电感均衡模块实现；第二重均衡利用反激式变压器均衡模块实现。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在均衡时，均衡器能实现电池组的二重能量均衡：
首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时进行的；第一重均衡通过电感均衡模块使每个电池单元内部两个单体电池间能量一致；
在完成第一重均衡的前提下进行第二重均衡，第二重均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡三种均衡实现：
当电池组处于充电状态时，多个能量高的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时向整个电池组释放能量；
当电池组处于放电状态时，多个能量低的电池单元利用各自反激式变压器均衡模块同时从整个电池组吸收能量；
当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，选择能量最高的电池单元均衡放电，此时能量最高的电池单元利用其反激式变压器均衡模块向整个电池组释放能量；或者选择能量最低的电池单元均衡充电，此时能量最低的电池单元利用其反激式变压器均衡模块从整个电池组吸收能量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述方法具体为：
首先进行第一重均衡，第一重均衡是在电池组静置状态时通过各个电感均衡模块进行的，进行第一重能量均衡时，使开关nM2一直处于导通状态，然后对开关nM1或nM4进行PWM控制：当对开关nM1进行PWM控制时，能量由单体电池B(n-1)转移到单体电池Bn；当对开关nM4进行PWM控制时，能量由单体电池Bn转移到单体电池B(n-1)；
完成第一重能量均衡后进行第二重能量均衡，第二重能量均衡利用反激式变压器均衡模块通过充电均衡、放电均衡和静置均衡进行：
充电均衡：当电池组处于充电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量高的电池单元，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；
放电均衡：当电池组处于放电状态时，使开关nM3一直处于导通状态，从而选通能量低的电池单元，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元；
静置均衡：当电池组处于静置状态时，通过比较各个电池单元的电压与整个电池组的平均电压之间的差异程度，若选择最高能量的电池单元均衡放电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM1进行PWM控制：当开关nM1导通时，将能量由各电池单元BUn释放到相应的反激变压器Tn的原边绕组并储能，当开关nM1关断时，副边绕组感应出的能量通过开关nM5的反并联二极管流回电池组；若选择最低能量的电池单元均衡充电，则使开关nM3一直处于导通状态，然后对开关nM5进行PWM控制：当开关nM5导通时，电池组中的能量被释放到反激变压器Tn的副边绕组，当开关nM5关断时，原边绕组感应出的能量通过开关nM1的反并联二极管流回电池单元。
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