CN116799914A - 一种基于主动均衡的锂电池组管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主动均衡的锂电池组管理系统，包括：第一降压变换器，将电池单体的能量降压转换至充放电模块；第二降压变换器，将充放电模块的能量降压转换至电池单体；开关模组，包括多个正极开关管和多对负极开关管；充放电模块；检测模块，对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测；控制模块，根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，以控制开关模组和独立开关管工作，使得第一降压变换器和第二降压变换器交替配合实现对锂电池组的主动均衡。本发明是一种得到小型和轻量化的、且能够提供电池均衡服务的电池管理系统。

Description

一种基于主动均衡的锂电池组管理系统

技术领域

本发明属于电池管理领域，具体涉及一种基于主动均衡的锂电池组管理系统。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。近年来，电动汽车和新能源发电行业极大地促进了电池储能和供电技术的发展，锂电池迎来大规模广泛应用时期。

电动汽车和储能系统需要多个电池串联形成电池组来供能。由于电池制备工艺等原因，不同电池之间存在着差异，这些差异会导致串联电池组在使用时，即使每个电池单体充放电电流相同，也会使每个电池单体的容量产生不同，进而影响整个电池组的工作，导致过放电，严重损害电池，对电池的性能及寿命极为不利，因此就要求电池管理系统能够提供电池均衡服务。

现有电池管理系统中，通常会给每个电池单体均并联直流变换器，并对每个电池单体的电压进行检测，根据检测情况控制各个直流变换器配合工作，从而实现电池均衡。然而，由于使用的直流变换器数量较多，因此电路体积过大，不利于电池管理系统的小型和轻量化。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种基于主动均衡的锂电池组管理系统。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于主动均衡的锂电池组管理系统，所述锂电池组包括多个串联的电池单体，所述锂电池组管理系统包括：

第一降压变换器，用于将电池单体的能量降压转换至所述充放电模块；

第二降压变换器，用于将所述充放电模块的能量降压转换至电池单体；

开关模组，包括多个正极开关管和多对负极开关管；其中，每对负极开关管均包括一对反向串联的开关管；每个电池单体的正极均通过一个正极开关管连接所述第一降压变换器的正极输入，最靠近锂电池组负极的电池单体的正极连接第二降压变换器的正极输出；每个电池单体的负极均通过一对负极开关管连接所述第一降压变换器的负极输入和所述第二降压变换器的负极输出；每两个相邻串联的电池单体的正极之间均串有一个防短路二极管；所述防短路二极管的偏置方向与所述第二降压变换器的降压方向相同；

充放电模块；所述充放电模块的正极连接所述第一降压变换器的正极输出和所述第二降压变换器的正极输入，所述第一降压变换器的负极输出连接所述充放电模块的负极，所述充放电模块的负极通过一独立开关管连接所述第二降压变换器的负极输入；

检测模块，用于对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测；

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果输出一组控制信号，以控制所述开关模组和所述独立开关管工作，使得所述第一降压变换器和所述第二降压变换器交替配合实现对所述锂电池组的主动均衡。

可选地，所述正极开关管、所述负极开关管以及所述独立开关管均为MOSFET开关管。

可选地，所述控制模块，根据所述检测模块的检测结果输出一组控制信号，包括：

在第一时间段内，同时为所述多个正极开关管、所述多对负极开关管以及所述独立开关管分别输出第一控制信号；其中，电压最高的电池单体连接的正极开关管的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管的第一控制信号为关断信号；电压最高的电池单体连接的一对负极开关管的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管的第一控制信号为关断信号；所述独立开关管的第一控制信号为关断信号；

在第二时间段内，同时为所述多个正极开关管、所述多对负极开关管以及所述独立开关管分别输出第二控制信号；其中，电压最低的电池单体连接的正极开关管的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管的第二控制信号为关断信号；电压最低的电池单体连接的一对负极开关管的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管的第二控制信号为关断信号；所述独立开关管的第二控制信号为导通信号；

其中，所述第一时间段和所述第二时间段不重合。

可选地，所述第一降压变换器和所述第二降压变换器交替配合实现对所述锂电池组的主动均衡，包括：

在所述第一时间段内，所述第一降压变换器将电压最高的电池单体的能量降压转换至所述充放电模块；

在所述第二时间段内，所述第二降压变换器将所述充放电模块的能量降压转换电压最低的电池单体；

其中，当电压最高/电压最低的电池单体的电压等于所述充放电模块的电压时，所述控制模块输出的一组控制信号不变。

可选地，所述控制模块是按周期输出所述一组控制信号的，所述第一时间段和所述第二时间段分别是所述周期的前半周期和后半周期。

可选地，所述充放电模块包括：超级电容。

可选地，所述充放电模块的容量是电池单体的额定容量的1％～5％。

可选地，所述超充放电模块的最高电压不小于电池单体的最高电压。

可选地，所述控制模块，还用于：根据为各个正极开关管和各个负极开关管输出的第二控制信号的状态，调整所述第二降压变换器的降压幅度，以消除所述防短路二极管导致的降压差。

可选地，所述控制模块，根据为各个正极开关管和各个负极开关管输出的第二控制信号的状态，调整所述第二降压变换器的降压幅度，包括：

根据第二控制信号为导通信号的正极开关管和负极开关管，确定当前被充电的电池单体；

根据电池单体与PWM频率的预设对应关系，确定所述被充电的电池单体对应的PWM频率，并按照该PWM频率调整所述第二降压变换器中的高频开关管的开关频率，以调整所述第二降压变换器的降压幅度；

其中，所述预设对应关系是根据电池单体的正极与所述第二降压变换器的正极输出之间的防短路二极管的数量所设定的。

本发明提供的基于主动均衡的锂电池组管理系统，利用检测模块对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测，利用控制模块根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，使得第一降压变换器和第二降压变换器交替配合实现对锂电池组的主动均衡。其中，本发明仅使用了两个降压变换器，因此有效减少了系统中直流变换器的数量，因此该锂电池组管理系统可以更加小型和轻量化。

并且，由于本发明中采用的均是单向的降压变换器，因此系统中无论是利用第一降压变换器使电池单体放电，还是利用第二降压变换器对电池充电，均只需要对电池单体连接的一套正极开关管和负极开关管进行控制，无需针对充电模式和放电模式分别设置不同的控制逻辑及电路，因此本发明提供的系统所使用的主动均衡方案更为简单。

以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种主动均衡的锂电池组管理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的开关模组中的各个开关与第一降压变换器、第二降压变换器以及充放电模块的电连接关系示意图；

图3是本发明实施例中的第一降压变换器将电池单体的能量降压转换至充放电模块的示意图；

图4是本发明实施例中的第二降压变换器将充放电模块的能量降压转换至电池单体的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

为了得到小型和轻量化的、且能够提供电池均衡服务的电池管理系统，本发明实施例提供了一种基于主动均衡的锂电池组管理系统。该锂电池组管理系统是一种电池管理系统(BMS)，其中如图1所示，锂电池组包括多个串联的电池单体Batt，这些电池单体均为锂电池。

如图1所示，本发明实施例提供的基于主动均衡的锂电池组管理系统，包括：第一降压变换器、第二降压变换器、开关模组、充放电模块、检测模块以及控制模块。

其中，第一降压变换器用于将电池单体的能量降压转换至充放电模块，该第一降压变换器在系统中的作用是实现正向降压；第二降压变换器用于将充放电模块的能量降压转换至电池单体，该第二降压变换器在系统中的作用是实现反向降压。

本发明实施例中，第一降压变换器和第二降压变换器均为降压型Buck变换器。

开关模组包括多个正极开关管和多对负极开关管；其中，参见图2所示，每对负极开关管均包括一对反向串联的开关管SNa和SNb；每个电池单体的正极均通过一个正极开关管SP连接第一降压变换器的正极输入，最靠近锂电池组负极的电池单体的正极连接第二降压变换器的正极输出；每个电池单体的负极均通过一对负极开关管SNa和SNb连接第一降压变换器的负极输入和第二降压变换器的负极输出；每两个相邻串联的电池单体的正极之间均串有一个防短路二极管D；这些防短路二极管的偏置方向与第二降压变换器的降压方向相同。

其中，每个电池单体的负极连接一对反向串联的负极开关管SNa和SNb，可以避免系统由正向降压切换为反向降压后电池单体的正负极短路，每两个相邻串联的电池单体的正极之间均串有一个防短路二极管D，可以避免系统由反向降压切换为正向降压后电池单体的正负极短路，从而确保系统稳定、可靠地工作。

本发明实施例中，正极开关管、负极开关管以及独立开关管均为MOSFET开关管，例如均为N型MOSFET，当然也可以均为P型MOSFET，或者部分开关为N型MOSFET，其余部分开关为P型MOSFET，这都是可以的。

如图1和图2所示，充放电模块的正极连接第一降压变换器的正极输出和第二降压变换器的正极输入，第一降压变换器的负极输出连接充放电模块的负极，充放电模块的负极通过独立开关管SW连接第二降压变换器的负极输入。

其中，充放电模块的最高电压不小于电池单体的最高电压。

在实际应用中，该充放电模块可以包括：超级电容。或者，该充放电模块也可以是一个小容量的锂电池，当然该锂电池并非是锂电池组中的电池单体。

检测模块，用于对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测。

在实际应用中，该检测模块可以使用采样电阻实现，或者还可以配合使用模数转换器，这都是可以的。

控制模块，用于根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，以控制开关模组和独立开关管SW工作，使得第一降压变换器和第二降压变换器交替配合实现对锂电池组的主动均衡。

其中，控制模块根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，从而控制开关模组和独立开关管SW工作的具体实现方式存在多种。

示例性的，在一种实现方式中，控制模块根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，可以包括：

在第一时间段内，同时为上述的多个正极开关管SP、多对负极开关管SNa和SNb以及独立开关管SW分别输出第一控制信号；其中，电压最高的电池单体连接的正极开关管SP的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管SP的第一控制信号为关断信号；电压最高的电池单体连接的一对负极开关管SNa和SNb的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管SNa和SNb的第一控制信号为关断信号；独立开关管SW的第一控制信号为关断信号；

在第二时间段内，同时为多个正极开关管SP、多对负极开关管SNa和SNb以及独立开关管SW分别输出第二控制信号；其中，电压最低的电池单体连接的正极开关管SP的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管SP的第二控制信号为关断信号；电压最低的电池单体连接的一对负极开关管SNa和SNb的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管SNa和SNb的第二控制信号为关断信号；独立开关管SW的第二控制信号为导通信号；

其中，第一时间段和第二时间段不重合。

由此，第一降压变换器和第二降压变换器交替配合实现对锂电池组的主动均衡，包括：

在第一时间段内，第一降压变换器将电压最高的电池单体的能量降压转换至充放电模块，如图3所示；

在第二时间段内，第二降压变换器将充放电模块的能量降压转换电压最低的电池单体，如图4所示。

其中，第一时间段和第二时间段可以连续交替存在，例如L1、L2、L1、L2﹒﹒﹒；L1表示第一时间段，L2表示第二时间段。也就是说，控制模块可以按周期输出一组控制信号的，相应的第一时间段和第二时间段分别是该周期的前半周期和后半周期。由此，检测模块周期性地检测各个电池单体的电压，控制模块根据检测结果周期性地输出一组控制信号，控制第一降压变换器和第二降压变换器间歇性循环配合工作，在每个周期内将最高电压的电池单体的能量向充放电模块转出，然后将充放电模块中的能量向最低电压的电池单体输送，从而以充放电模为能量中转，将锂电池组中高电压的电池单体的能量向低电压的电池单体转移，实现主动均衡。

优选地，上述周期的长度为1～2分钟，当然并不局限于此。

在另一种实现方式中，第一时间段和第二时间段也可以非连续交替存在，例如L1、L0、L2、L1、L0、L2﹒﹒﹒；L0表示一段间隔时间，该段时间内控制模块可以输出将所有开关管关断的一组控制信号，也可以不用改变其所输出的一组控制信号。

此外，第一时间段和第二时间段也可以非连续且非交替地存在，例如L1、L0、L1、L0、L2、L0、L2﹒﹒﹒L0、L2。

值得一提的是，上述按第一时间段和第二时间段实现对锂电池组的主动均衡的过程中，当电压最高/电压最低的电池单体的电压等于充放电模块的电压时，控制模块输出的一组控制信号不变。

具体而言，在第一时间段内，如果电压最高的电池单体的电压大于充放电模块的电压，则第一降压变换器将电压最高的电池单体的能量降压转换至充放电模块；如果该电池单体的电压等于或小于充放电模块的电压，则第一降压变换器的输入端的电压小于其输出端的电压，第一降压变换器自动停止工作，因此即使控制模块为各开关管输出的第一控制信号不变，对系统也没有影响。

同理，在第二时间段内，如果电压最低的电池单体的电压小于充放电模块的电压，则第二降压变换器将充放电模块的能量降压转换至电压最高的电池单体；如果该电池单体的电压等于或大于充放电模块的电压，则第二降压变换器的输入端的电压小于其输出端的电压，第二降压变换器自动停止工作，因此即使控制模块为各开关管输出的第二控制信号不变，对系统也没有影响。

由此可以理解的是，控制模块只需关注第一时间段和第二时间段内所输出的控制信号，因此其控制逻辑较为简单，利用简单的MCU即可实现该控制模块的功能，可以无需使用FPGA、CPU等复杂器件。

另外，如果检测模块检测到具有最高电压/最低电压的电池单体不止一个，则控制模块可以任选其中一个使其进行充/放电。或者，在一种实现方式中，控制膜内部可以设定这样的控制逻辑：为电池单体编号，若出现最高电压/最低电压的电池单体不止一个的情况，则选择编号小的电池单体使其进行充/放电。

本发明实施例提供的基于主动均衡的锂电池组管理系统，利用检测模块对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测，利用控制模块根据检测模块的检测结果输出一组控制信号，使得第一降压变换器和第二降压变换器交替配合实现对锂电池组的主动均衡。其中，本发明实施例仅使用了两个降压变换器，有效减少了系统中直流变换器的数量，因此该锂电池组管理系统可以更加小型和轻量化。并且，本发明实施例中控制模块的控制逻辑较为简单，相应的控制模块可以采用简单的控制芯片实现，成本低廉。

此外，由于本发明实施例中采用的均是单向的降压变换器，因此系统中无论是利用第一降压变换器使电池单体放电，还是利用第二降压变换器对电池充电，均只需要对电池单体连接的一套正极开关管和负极开关管进行控制，无需针对充电模式和放电模式分别设置不同的控制逻辑及电路，因此本发明提供的系统所使用的主动均衡方案更为简单。

值得一提的是，由于本发明实施例中的充放电模块的作用是实现能量中转，并不单独作为对电池单体进行充电的能量源或者承载电池单体多余能量的负载，因此该充放电模块的容量不必很大，使用小容量的超级电容或者锂电池即可。

示例性的，在一种实现方式中，考虑到锂电池组中可能新旧电池混用，通常旧电池相比新电池的容量可能减少10％～20％，因此可以将充放电模块的额定容量设置在电池单体的额定容量的10％～20％。当然，如果不存在上述新旧电池混用的情况，则充放电模块的容量可以优选为电池单体的额定容量的1％～5％。

在一个实施例中，本发明实施例提供的锂电池组管理系统中的控制模块，还可以用于：根据为各个正极开关管和各个负极开关管输出的第二控制信号的状态，调整第二降压变换器的降压幅度，以消除防短路二极管导致的降压差。

具体的，控制模块能够根据第二控制信号是导通信号的正极开关管和负极开关管，确定当前被充电的电池单体；也就是说，哪个电池单体连接的正极开关管和负极开关管是导通的，该电池单体即为当前被充电的电池单体。然后，控制模块根据电池单体与PWM频率的预设对应关系，确定被充电的电池单体对应的PWM频率，并按照该PWM频率调整第二降压变换器中的高频开关管的开关频率，从而达到调整第二降压变换器的降压幅度的目的。

其中，上述预设对应关系是根据电池单体的正极与第二降压变换器的正极输出之间的防短路二极管的数量所设定的。

举例而言，可参见图2～4所示，假设i＝4，即假设锂电池组包括Batt1～Batt4共四个电池单体，其中电池单体Batt4的正极与第二降压变换器的正极输出之间的防短路二极管的数量为0，即没有防短路二极管导致了降压差；因此设定电池单体Batt4对应的PWM频率为F4，其对应的PWM信号为PWM4，利用该PWM4驱动第二降压变换器中的高频开关管，使得第二降压变换器的降压幅度为ΔV4。

电池单体Batt3的正极与第二降压变换器的正极输出之间串有防短路二极管D3，因此设定电池单体Batt3对应的PWM频率为F3，其对应的PWM信号为PWM3，利用该PWM3驱动第二降压变换器中的高频开关管，使得第二降压变换器的降压幅度ΔV3相较于ΔV4进一步减小，从而弥补防短路二极管D3的正向导通电压所带来的降压差。

电池单体Batt2的正极与第二降压变换器的正极输出之间串有防短路二极管D2、D3，因此设定电池单体Batt2对应的PWM频率为F2，其对应的PWM信号为PWM2，利用该PWM2驱动第二降压变换器中的高频开关管，使得第二降压变换器的降压幅度ΔV2相比ΔV3进一步减小，从而弥补防短路二极管D2、D3两者的正向导通电压所带来的降压差。

电池单体Batt1的正极与第二降压变换器的正极输出之间串有防短路二极管D1、D2、D3，因此设定电池单体Batt1对应的PWM频率为F1，其对应的PWM信号为PWM1，利用该PWM1驱动第二降压变换器中的高频开关管，使得第二降压变换器的降压幅度ΔV1相比ΔV2进一步减小，从而弥补防短路二极管D1、D2、D2三者的正向导通电压所带来的降压差。

综上，本发明实施例提供的主动均衡的锂电池组管理系统，使用开关模组配合两个降压变换器，就可以实现电池单体间的主动和稳定均衡控制，极大地减少了直流变换器的数量，简化了主动均衡电路结构和相应的控制逻辑，能够有效和稳定工作，促进了主动均衡技术的实际应用。

本发明实施例提供的主动均衡的锂电池组管理系统可以应用于电子设备，该电子设备可以是电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电堆以及类似的储能系统等。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图以及公开内容，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在本发明的描述中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外,相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于主动均衡的锂电池组管理系统，其特征在于，所述锂电池组包括多个串联的电池单体，所述锂电池组管理系统包括：

第一降压变换器，用于将电池单体的能量降压转换至所述充放电模块；

第二降压变换器，用于将所述充放电模块的能量降压转换至电池单体；

开关模组，包括多个正极开关管和多对负极开关管；其中，每对负极开关管均包括一对反向串联的开关管；每个电池单体的正极均通过一个正极开关管连接所述第一降压变换器的正极输入，最靠近锂电池组负极的电池单体的正极连接第二降压变换器的正极输出；每个电池单体的负极均通过一对负极开关管连接所述第一降压变换器的负极输入和所述第二降压变换器的负极输出；每两个相邻串联的电池单体的正极之间均串有一个防短路二极管；所述防短路二极管的偏置方向与所述第二降压变换器的降压方向相同；

充放电模块；所述充放电模块的正极连接所述第一降压变换器的正极输出和所述第二降压变换器的正极输入，所述第一降压变换器的负极输出连接所述充放电模块的负极，所述充放电模块的负极通过一独立开关管连接所述第二降压变换器的负极输入；

检测模块，用于对锂电池组中的各电池单体的电压进行检测；

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果输出一组控制信号，以控制所述开关模组和所述独立开关管工作，使得所述第一降压变换器和所述第二降压变换器交替配合实现对所述锂电池组的主动均衡。

2.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述正极开关管、所述负极开关管以及所述独立开关管均为MOSFET开关管。

3.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述控制模块，根据所述检测模块的检测结果输出一组控制信号，包括：

在第一时间段内，同时为所述多个正极开关管、所述多对负极开关管以及所述独立开关管分别输出第一控制信号；其中，电压最高的电池单体连接的正极开关管的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管的第一控制信号为关断信号；电压最高的电池单体连接的一对负极开关管的第一控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管的第一控制信号为关断信号；所述独立开关管的第一控制信号为关断信号；

在第二时间段内，同时为所述多个正极开关管、所述多对负极开关管以及所述独立开关管分别输出第二控制信号；其中，电压最低的电池单体连接的正极开关管的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的正极开关管的第二控制信号为关断信号；电压最低的电池单体连接的一对负极开关管的第二控制信号为导通信号，其余电池单体连接的各对负极开关管的第二控制信号为关断信号；所述独立开关管的第二控制信号为导通信号；

其中，所述第一时间段和所述第二时间段不重合。

4.根据权利要求3所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述第一降压变换器和所述第二降压变换器交替配合实现对所述锂电池组的主动均衡，包括：

在所述第一时间段内，所述第一降压变换器将电压最高的电池单体的能量降压转换至所述充放电模块；

在所述第二时间段内，所述第二降压变换器将所述充放电模块的能量降压转换电压最低的电池单体；

其中，当电压最高/电压最低的电池单体的电压等于所述充放电模块的电压时，所述控制模块输出的一组控制信号不变。

5.根据权利要求3所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述控制模块是按周期输出所述一组控制信号的，所述第一时间段和所述第二时间段分别是所述周期的前半周期和后半周期。

6.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述充放电模块包括：超级电容。

7.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述充放电模块的容量是电池单体的额定容量的1％～5％。

8.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述超充放电模块的最高电压不小于电池单体的最高电压。

9.根据权利要求3所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：根据为各个正极开关管和各个负极开关管输出的第二控制信号的状态，调整所述第二降压变换器的降压幅度，以消除所述防短路二极管导致的降压差。

10.根据权利要求1所述的锂电池组管理系统，其特征在于，所述控制模块，根据为各个正极开关管和各个负极开关管输出的第二控制信号的状态，调整所述第二降压变换器的降压幅度，包括：

根据第二控制信号为导通信号的正极开关管和负极开关管，确定当前被充电的电池单体；

根据电池单体与PWM频率的预设对应关系，确定所述被充电的电池单体对应的PWM频率，并按照该PWM频率调整所述第二降压变换器中的高频开关管的开关频率，以调整所述第二降压变换器的降压幅度；

其中，所述预设对应关系是根据电池单体的正极与所述第二降压变换器的正极输出之间的防短路二极管的数量所设定的。