本发明涉及一种串联电池组均衡母线管理电路及其管理方法，特别是涉及一种能量转移式串联电池组均衡母线管理电路及其管理方法。
背景技术：
在电池供电系统中，无论电池处于充电或者放电状态，电池单元工作电流是相同的，但是由于电池单体个体之间内部特性差异、工作温度和循环使用次数的不同，电池单体表现出来的行为也会有所差别，一般来说，锂电不均衡主要由于两方面：内因和外因，内因主要包含生产制造工艺的差别、电池内阻以及自放电率的差异。外因主要是由于采集电路的差异。另外，电池间的温度差异会导致电池自放电率不一致，这也是导致单体不均衡的原因，在串联数目较小的应用场合，可通过挑选容量、等效串联内阻和自放电率相当的超级电容器组合使用，从而减低单体电压不均，而在串联数目较多的高电压场合应用，挑选相同参数的方法因成本太高而变得不可行。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能量转移式串联电池组均衡母线管理电路及其管理方法，其利用能量转移方式实现各串联单体电池均衡，能量转移式均衡方法利用双向能量传输dc/dc变换器以及均衡电阻形成均衡母线，从而实现能量较高者向能量较低者功率传递，最终实现电池单体均衡工作实现了能量的动态转移，提高了系统能源使用效率，均衡电路简洁可靠，均衡更易实现。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种能量转移式串联电池组均衡母线管理电路，其包括均衡母线、负载端接线、源端接线、第一双向dc/dc变换器、电池单体、均衡电阻、第二双向dc/dc变换器、第三双向dc/dc变换器，均衡母线位于均衡电阻的右侧，负载端接线和源端接线之间通过第二双向dc/dc变换器连接，源端接线位于第二双向dc/dc变换器的左侧，第一双向dc/dc变换器和均衡母线之间通过均衡电阻连接，电池单体和第二双向dc/dc变换器之间通过源端接线连接，均衡电阻位于第一双向dc/dc变换器的右侧，第二双向dc/dc变换器与双向dc/dc变换器连接，第三双向dc/dc变换器与第一双向dc/dc变换器连接。
优选地，所述双向dc/dc变换器为串联形式，第一双向dc/dc变换器的源端输入负端与第三双向dc/dc变换器的源端输入正端连接，第三双向dc/dc变换器的源端输入正端与第二双向dc/dc变换器源端输入负端连接。
优选地，所述电池单体正极与双向dc/dc变换器源端输入正端连接，电池单体负极与双向dc/dc变换器负载端输入负端连接。
优选地，所述双向dc/dc变换器负载端输出正端分别与电阻一端连接，电阻另一端相互连接在一起，形成均衡母线，双向dc/dc变换器负载端输出负端相互连接在一起。
本发明还提供一种能量转移式串联电池组均衡母线管理电路的管理方法，其包括以下步骤：
步骤一：双向dc/dc变换器源端接线至负载端接线变换关系为负载端电压＝源端电压×k，r1＝r2＝r3＝r；
步骤二：以三节电池单体串联为例，根据源端与负载端电压变换关系，有v11＝v1×k，v21＝v2×k，v31＝v3×k。根据基尔霍夫定律，均衡母线电压值为vbus＝1/3×k×(v1+v2+v3)，当vbus>v11时，能量由负载端反馈给源端接线，当vbus<v11时，能量由源端接线输出至负载端接线；
步骤三：双向dc/dc变换器变换关系k＝1，v1＝3.5v，v2＝4v，v3＝4.5v，r1＝r2＝r3＝r＝1ω；
步骤四：双向dc/dc变换器变换关系k＝1，v1＝3.5v，v2＝4v，v3＝4.5v，r1＝r2＝r3＝r＝1ω，均衡母线vbus＝4v，v11＝3.5v，v21＝4v，v31＝4.5v，根据基尔霍夫定律，i1＝0.5a，电流方向由负载端接线流至源端接线，i2＝0a，i3＝0.5a，电流方向由源端接线流至负载端接线，因此实现了电池单体多余能量向能量较少单体的转移，最终实现单体均衡。
优选地，所述步骤二电池单体为串联形式，电池单体的负极与另一电池单体的正极连接，电池单体的正极与另一电池单体的负极连接。
本发明的积极进步效果在于：本发明利用能量转移方式实现各串联单体电池均衡，能量转移式均衡方法利用双向能量传输dc/dc变换器以及均衡电阻形成均衡母线，从而实现能量较高者向能量较低者功率传递，最终实现电池单体均衡工作实现了能量的动态转移，提高了系统能源使用效率，均衡电路简洁可靠，均衡更易实现。
附图说明
图1为本发明的能量转移式电池均衡原理框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明能量转移式串联电池组均衡母线管理电路包括均衡母线1、负载端接线2、源端接线3、第一双向dc/dc变换器4、电池单体5、均衡电阻6、第二双向dc/dc变换器7、第三双向dc/dc变换器8，均衡母线1位于均衡电阻6的右侧，负载端接线2和源端接线3之间通过第二双向dc/dc变换器7连接，源端接线3位于第二双向dc/dc变换器7的左侧，第一双向dc/dc变换器4和均衡母线1之间通过均衡电阻6连接，电池单体5和第二双向dc/dc变换器7之间通过源端接线3连接，均衡电阻6位于第一双向dc/dc变换器4的右侧，第二双向dc/dc变换器7与双向dc/dc变换器8连接，第三双向dc/dc变换器8与第一双向dc/dc变换器4连接。
本发明能量转移式串联电池组均衡母线管理电路的管理方法包括以下步骤：
步骤一：双向dc/dc变换器源端接线至负载端接线变换关系为负载端电压＝源端电压×k，r1＝r2＝r3＝r；
步骤二：以三节电池单体串联为例，根据源端与负载端电压变换关系，有v11＝v1×k，v21＝v2×k，v31＝v3×k。根据基尔霍夫定律，均衡母线电压值为vbus＝1/3×k×(v1+v2+v3)，当vbus>v11时，能量由负载端反馈给源端接线，当vbus<v11时，能量由源端接线输出至负载端接线；
步骤三：双向dc/dc变换器变换关系k＝1，v1＝3.5v，v2＝4v，v3＝4.5v，r1＝r2＝r3＝r＝1ω；
步骤四：双向dc/dc变换器变换关系k＝1，v1＝3.5v，v2＝4v，v3＝4.5v，r1＝r2＝r3＝r＝1ω，均衡母线vbus＝4v，v11＝3.5v，v21＝4v，v31＝4.5v，根据基尔霍夫定律，i1＝0.5a，电流方向由负载端接线流至源端接线，i2＝0a，i3＝0.5a，电流方向由源端接线流至负载端接线，因此实现了电池单体多余能量向能量较少单体的转移，最终实现单体均衡。
所述步骤二电池单体为串联形式，电池单体的负极与另一电池单体的正极连接，电池单体的正极与另一电池单体的负极连接。
综上所述，本发明利用能量转移方式实现各串联单体电池均衡，能量转移式均衡方法利用双向能量传输dc/dc变换器以及均衡电阻形成均衡母线，从而实现能量较高者向能量较低者功率传递，最终实现电池单体均衡工作实现了能量的动态转移，提高了系统能源使用效率，均衡电路简洁可靠，均衡更易实现。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。