本實用新型涉及電池技術領域，具體涉及一種動力鋰電池均衡裝置。

背景技術：

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，能源危機和環(huán)境污染成為人們必須面對的社會難題。尤其是石油危機制約常規(guī)動力汽車的進一步發(fā)展，電動汽車具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點，成為未來汽車發(fā)展的必然趨勢。眾所周知，動力鋰電池單體陣列作為電動汽車關鍵的零部件之一，提高其安全可靠性顯得十分重要。由于組成鋰電池單體組的鋰電池單體電池內(nèi)部特性無法做到完全一致，多次使用電池組后，鋰電池單體電池的差異性就會體現(xiàn)出來，如部分電池鋰電池單體之間的電壓出現(xiàn)差異,電池出現(xiàn)過充過放等現(xiàn)象，使電池的存儲容量下降，鋰電池單體化學成分遭到破壞，影響鋰電池單體組的使用壽命，嚴重則可能引起電池燃燒或爆炸等事故。

為了提高電池組的安全性，應對電池組建立能量管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對鋰電池單體組中各鋰電池單體進行均衡管理和控制。傳統(tǒng)動力鋰電池單體組能量管理系統(tǒng)的均衡策略往往由于鋰電池單體數(shù)量多和鋰電池單體間能量傳遞的局限性，出現(xiàn)均衡速度慢和效率低等問題，導致動力鋰電池單體組均衡效果遠未達到理想目標。綜上所述，在人們對電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性要求越來高的今天，迫切需要一種均衡速度快、能量傳遞效率高和安全性高的動力鋰電池單體組能量管理系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有電池的均衡控制存在均衡速度慢和效率低的的問題，提供一種動力鋰電池均衡裝置，其具有均衡速度快、能量傳遞效率高和安全性高的特點。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種動力鋰電池均衡裝置，包括動力鋰電池單體陣列、功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣和MCU模塊；動力鋰電池單體陣列包括m×n個鋰電池單體；功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣包括由m×n開關矩陣、同步數(shù)據(jù)采集模塊和PWM控制模塊組成；動力鋰電池單體陣列的各個鋰電池單體的正負極均與m×n開關矩陣雙向連接；m×n開關矩陣的控制輸出端連接同步數(shù)據(jù)采集模塊的控制輸入端，m×n開關矩陣的控制輸入端連接PWM控制模塊的控制輸出端；同步數(shù)據(jù)采集模塊的控制輸出端和PWM控制模塊的控制輸入端均與MCU模塊相連接；上述m和n均為大于等于1的正整數(shù)。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下特點：

1、采用功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣的均衡手段，解決能量逐層傳遞方法的局限性，鋰電池單體均衡效率得到進一步提高，使本實用新型在動力鋰電池單體均衡方法中更具優(yōu)勢。

2、采用隨機耦合網(wǎng)絡同步來提高系統(tǒng)同步速度，能使含鋰電池單體數(shù)量較多的動力鋰電池單體陣列快速達到均衡狀態(tài)。

附圖說明

圖1為一種動力鋰電池均衡裝置的結構圖。

圖2為圖1中功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣的結構圖。

具體實施方式

參見圖1和2，一種動力鋰電池均衡裝置，包括動力鋰電池單體陣列、功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣和MCU模塊。上述功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣包括由m×n開關矩陣、同步數(shù)據(jù)采集模塊和PWM控制模塊等組成。動力鋰電池單體陣列包括中含有m×n(m≥1,n≥1)個鋰電池單體，各個鋰電池單體的正負極均與m×n開關矩陣雙向連接。m×n開關矩陣的控制輸出端連接同步數(shù)據(jù)采集模塊的控制輸入端，m×n開關矩陣的控制輸入端連接PWM控制模塊的控制輸出端。同步數(shù)據(jù)采集模塊的控制輸出端和PWM控制模塊的控制輸入端均與MCU模塊相連接。

功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣中的同步數(shù)據(jù)采集模塊對動力鋰電池單體陣列中各鋰電池單體輸出電壓、輸出電流進行周期為T的A/D采樣，得到各鋰電池單體輸出電壓序列和輸出電流序列，并將相關數(shù)據(jù)傳輸?shù)組CU模塊。MCU模塊按照隨機耦合關系，通過設置功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣，將第i和第j個電池結點進行連接，并將電池結點i的狀態(tài)變量耦合到電池結點j。具體實施時，狀態(tài)變量將被送到功率交叉連接雙向開關DC/DC矩陣中的PWM控制模塊，以控制電池結點i到電池結點j的功率流動，使能量從該對鋰電池單體中能量較高的鋰電池單體轉(zhuǎn)移到能量較低的鋰電池單體，直至兩鋰電池單體狀態(tài)基本同步。重復上述步驟，最終實現(xiàn)動力鋰電池單體陣列中各鋰電池單體狀態(tài)同步，達到平衡控制的目的。