1.一种动力电池组的主动均衡充电装置,包括一个主控制器,一个电池管理系统,n个均衡充电模块,n个电池单体,n个传输总线隔离开关,两条电荷传输总线B+和B‑,其特征在于:
所述的主控制器用于接收电池管理系统估算的对应电池单体的SOC值,通过均衡控制策略计算出所需要均衡的电池单体,并向均衡充电模块和传输总线隔离开关Q发送驱动信号;
所述的电池管理系统通过采样获得电池单体的电压和电流,电池管理系统中内置不同充电次数的电池SOC‑电压曲线,并且记录有电池单体的充电次数,通过当前每个电池单体的电压以及充电次数得到对应每个电池单体的SOC初始值,再次通过安时积分法估算均衡过程中每个电池单体的SOC值;
所述的均衡充电模块包括一个反激式变换器T、两个MOS管(P和S)、一个电池隔离开关M组成;
所述反激式变换器T中使用的变压器为电感变压器,电感变压器一次侧对应电池单体,二次侧对应电荷传输总线;一次侧第一引脚与电池单体正极连接,一次侧第二引脚与MOS管P的漏极相连,MOS管P的源极与电池单体负极连接,变压器二次侧第一引脚与电荷传输总线B+连接,二次侧第二引脚与MOS管S的漏极相连,MOS管P的源极与电荷传输总线B‑连接;
所述电池隔离开关M由两个带有信号控制的开关组成,其连接方式:第一个带有信号控制的开关的一端与电池单体的正极相连接,另一端与电荷传输总线B+相连接;第二个带有信号控制的开关的一端与电池单体的负极相连接,另一端与电荷传输总线B‑相连接,并且这两个带有信号控制的开关同时闭合,同时断开,受一个驱动信号控制,从而在电池单体和电荷传输总线之间提供完全隔离;
所述MOS管P、MOS管S的栅极以及电池隔离开关M的控制端通过总线与主控制器相连接所述传输总线隔离开关Q由两个带有信号控制的开关组成,其连接方式:两个带有信号控制的开关分别串联到电荷传输总线B+和B‑上,控制端与主控制器相连接,并且这两个带有信号控制的开关同时闭合,同时断开,受同一个驱动信号控制,传输总线隔离开关Q用于通过电荷传输总线将过量电荷从源电池转移到目标电池,还用于隔离均衡充电模块,从而允许执行并发电荷转移。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池组的主动均衡充电装置,其特征在于:所述MOS管P、MOS管S的允许最大通过的电流不小于10A,导通电阻小于50mΩ。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池组的主动均衡充电装置,其特征在于:所述均衡充电模块中的所有开关在没有被驱动信号控制时,它们常开,在发生故障时将均衡充电模块与电池单体隔离,实现电池保护。
4.一种动力电池组的主动均衡充电方法,采用权利要求1所述的装置,其特行在于该方法包括以下步骤:
S1、主控制器从BMS中获取每个电池单体的SOC值记为SOCi以及电池的编号i,并计算电池的平均SOC记为SOCavg;其中i=1,2,3…n;
S2、找到该电池组中最大SOC对应的电池单体编号,最小SOC对应的电池单体编号,次最大SOC对应的电池单体编号,次最小SOC对应的电池单体编号,第三最大SOC对应的电池单体编号,第三最小SOC对应的电池单体编号,若n为偶数,一直到第n/2最大SOC对应电池单体编号和第n/2最小SOC对应电池单体编号,若n为奇数,一直找到第(n‑1)/2最大SOC对应电池单体编号和第(n‑1)/2最小SOC对应电池单体编号;
S3、判断每个电池单体的SOCi与SOCavg之差的绝对值是否小于设置的阈值δ,如果是,则该电池单体需要均衡,否则电池单体不需要均衡;
S4、如果满足均衡条件,SOC大于SOCavg所对应的电池单体放电,SOC小于SOCavg所对应的电池单体充电;主控制器发送驱动信号驱动对应的开关进行均衡;
S5、依次判断第j最大SOC所对应的电池单体和第j最小SOC所对应的电池单体之间所有的电荷传输总线隔离开关Q是否全部关断,如果关断,第j最大SOC所对应的电池单体和第j最小SOC所对应的电池单体相互均衡,否则第j最大电池单体和第j最小电池单体不能相互均衡;当n为偶数时,j=1,2,3,...n/2;当n为奇数时j=1,2,3,...(n‑1)/2;
S6、再次判断每个电池单体与平均SOC之差的绝对值是否小于设定阈值δ,若满足条件,则均衡结束,否则返回S1继续均衡。