单元还包括并联在电池端口两端的高频滤波电容Cf。
[0037]本实施例中变压电路为双向斩波电路，其低压侧端口中的上端口与位于首端的转换单元的相应级联端口对应连接，下端口与位于尾端变换单元的相应级联端口对应连接。双向斩波电路的高压侧通过并网变流器接入交流电网或直接接入公共直流母线。作为其他实施方式，也可以采用其他具有变压功能的DC/DC电路。
[0038]如图2所示，各测控模块与对应转换单元相连接，转换单元与测控模块能够封装为一体，封装后的整体与对应单体电池相装配，这样能够避免各单体电池串联成组，而是通过该整体间的串联，来实现对各单体电池的充放电，这样做能够使后期对该电路均衡部分进行维护、检修等工作便捷，同时，对各单体电池的拆卸与安装也提供了极大的方便。
[0039]各级测控模块能够对所连接的单体电池的电压、电流、温度进行采样，实时监测每个电池模组的电压、电流、温度、SOC等信息，并通过CAN接口通讯上传到处理运算单元，控制单元控制对应单桥臂电路工作状态的选择。
[0040]以上实施例中的电路拓扑，能够实现【背景技术】中指出的电池均衡问题，也能够解决退役动力电池梯次利用问题。
[0041]充放电控制方法实施例
[0042]在电池组充电过程中，设定一固定周期，各级测控模块在每个周期中对对应单体电池的电压进行采集，并将采集到的数据通过通讯接口传输给处理运算单元，处理运算单元将采集到的数据进行排序，并选取单体电压中最高值Max(El，E2，…，EN)对应的单体电池进行旁路控制，实现各级单体电池电压趋于均衡。
[0043]具体充电控制过程如下:以磷酸铁锂电池为例，每个电池单体的额定端电压为3.2V，充电上限电压为3.5V。这里将预设值设为3.55V(预设值可以根据具体单体电池电压设定)，如图4所示，具体步骤如下:
[0044]I)将所述充放电装置的各个转换电路与单体电池对应连接，并使装置工作在充电状态；
[0045]2)测量每个单体电池模组的电压，对所测电压数据进行排序，求取最小值和最大值；
[0046]3)每个单体电池电压分别与3.55V进行比较，对大于等于3.55V的单体电池的转换电路进行控制，使其旁路通道打开，对电压小于3.55V的单体电池继续充电；
[0047]4)重复上述步骤，直到电压最小值大于等于电池的充电上限值时，停止充电。
[0048]各级测控模块在每个周期中对对应单体电池的电压进行采集，并将采集到的数据通过通讯接口传输给处理运算单元，处理运算单元将采集到的数据进行排序，并选取单体电压中最低值Min(El，E2，…，EN)对应的单体进行旁路控制。
[0049]具体放电控制过程如下:以磷酸铁锂电池为例，每个电池单体的额定端电压为3.2V，放电下限电压为2.7V，这里将预设值设为2.75V(预设值可以根据具体单体电池电压设定)，如图5所示，具体步骤如下:
[0050]I)将所述充放电装置的各个转换电路与单体电池对应连接，并使装置工作在放电状态。
[0051]2)测量每个单体电池模组的电压，对所测电压数据进行排序，求取最小值和最大值；
[0052]3)每个单体电池电压分别与2.7V进行比较，对小于等于2.7V的单体电池的转换电路进行控制，使其旁路通道打开，对电压大于2.7V的单体电池继续放电；
[0053]4)重复上述步骤，直到电压最大值小于等于2.7V时，停止充电。
[0054]本实施例中测控模块的控制方式是根据单体电池的电压参数来进行控制的，当然也可以根据单体电池的SOC参数来进行控制，方法与按电压排序控制方法类似，这里不再赘述。
[0055]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种电池组充放电均衡电路，其特征在于，包括变压电路、转换电路和测控系统； 转换电路由至少两个转换单元组成，每个转换单元具有用于与对应单体电池相连接的电池端口和用于与相邻转换单元级联的级联端口，各转换单元通过级联端口级联，位于首尾位置的转换单元的相应级联端口与变压电路的输入/输出端口对应连接；所述转换单元包括用于在单体电池为充电或放电状态下打开的充放电通道和用于将单体电池旁路的旁路通道； 所述充放电通道由至少一个充放电可控开关构成，所述旁路通道由至少一个旁路可控开关构成。2.根据权利要求1所述的电池组充放电均衡电路，其特征在于，所述充放电可控开关与所述旁路可控开关串联后的两端连接所述电池端口，旁路可控开关两端连接所述级联端□ O3.根据权利要求1所述的电池组充放电均衡电路，其特征在于，所述测控系统包括至少两个测控模块，所述各测控模块控制连接对应的转换单元，每一个测控模块和其对应的转换单元一体封装。4.根据权利要求2所述的电池组充放电均衡电路，其特征在于，所述可控开关是电力MOSFET 管。5.用于权利要求1所述均衡电路的充电方法，其特征在于，步骤如下: (1)将所述均衡电路的各个转换单元与单体电池对应连接，并使电路工作在充电状态； (2)测量所有单体电池模组的电量参数，然后对所述电量参数进行排序，求取最小值和最大值，所述电量参数为电池电压或SOC ； (3)将测量到的每个单体电池的电量参数分别与预设值进行比较，对电量参数数值大于等于预设值的单体电池的转换电路进行控制，使其旁路通道打开，对电量参数数值小于预设值的单体电池继续充电； (4)重复上述步骤2、3，直到电量参数最小值大于等于电池的充电上限值时，停止充电。6.用于权利要求1所述均衡电路的放电方法，其特征在于，步骤如下: (1)将所述充放电电路的各个转换电路与单体电池对应连接，并使电路工作在放电状态； (2)测量N级单体电池模组的电量参数，然后对电量参数进行排序，求取最小值和最大值，所述电量参数为电池电压或SOC ; (3)将测量到的每个单体电池的电量参数数值分别与放电下限值进行比较，对电量参数数值小于等于放电下限值的单体电池的转换电路进行控制，使其旁路通道打开，对电量参数数值大于放电下限值的单体电池继续进行放电； (4)重复上述步骤2、3，直到电量参数最大值小于等于放电下限值时，停止放电。
【专利摘要】本发明涉及一种电池组充放电均衡电路和充放电方法，包括变压电路、N个转换单元和对应的N个测控模块，N个转换单元依次级联，采用旁路电路和基于SOC的单体电池电压排序充放电控制方法配合使用，测控模块按电压或者SOC的差异进行实时在线的动态电压均衡控制，避免电池组充放电过程中“过充”、“过放”、“欠充”等问题，有效的避免了电池组使用过程中产生的不一致问题，此外，若干电池模组不直接串联，而是通过转换电路串联成组，能够方便、快捷的实现电池组的充放电过程，同时也使后期对该电路均衡部分进行维护、检修等工作更加便捷。
【IPC分类】H01M10/44, H02J7/00
【公开号】CN104953659
【申请号】CN201510355371
【发明人】陈天锦, 赵玲, 曹智慧, 陈世峰, 韩海伦, 高鹏, 马瑞, 胡丽明, 王宁, 刘秀华, 高玉明, 张华栋, 任杰, 袁弘
【申请人】国家电网公司, 许继集团有限公司, 许继电源有限公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月24日