恭喜福州大学王亚雄获国家专利权
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龙图腾网恭喜福州大学申请的专利非隔离双向软开关均衡电路及其用于电池EIS检测的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115693865B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211429526.2,技术领域涉及:H02J7/00;该发明授权非隔离双向软开关均衡电路及其用于电池EIS检测的方法是由王亚雄;鄂林;欧凯;杨庆伟设计研发完成,并于2022-11-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本非隔离双向软开关均衡电路及其用于电池EIS检测的方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种非隔离双向软开关均衡电路及其用于电池EIS检测的方法,均衡电路基于双向斩波电路,可实现能量双向转移;添加辅助开关、电容及电感,实现软开关,降低开关损耗;并将此均衡电路应用于电池电化学阻抗谱检测。该均衡电路用于电池电化学阻抗谱检测的方法包括:向均衡控制回路中注入多频率周期性信号;由输出电流激励待测电池,采集电池电压、电流数据;利用快速傅里叶变换处理数据,获得多个频率的阻抗信息,进而得到电池电化学阻抗谱。本发明的方案提供了一种均衡电路,并可实现主动均衡与电池电化学阻抗谱检测的功能集成,采用了均衡电路且无需额外电源;集成在电池管理系统中,还可应用于电池故障诊断等。
本发明授权非隔离双向软开关均衡电路及其用于电池EIS检测的方法在权利要求书中公布了:1.一种应用非隔离双向软开关均衡电路进行电池EIS检测的方法,其特征在于,所述非隔离双向软开关均衡电路包括:基于非隔离双向斩波电路,其包括两个含反并联二极管的开关管V1和开关管V2、含反并联二极管的辅助开关管Va1与辅助开关管Va2、谐振电容Cr1与谐振电容Cr2、电容C1、谐振电感Lr、电感L1、电感L2与电感L3,均衡器两端分别连接两个电池单体;开关管V1两端并联谐振电容Cr1,分别经电感L1和电感L2连接电池B1,经电容C1后,并联相串联的辅助开关管Va1、谐振电感Lr与辅助开关管Va2,以及并联电感L3,以及并联相串联的开关管V2和电池B2;所述开关管V2的两端并联谐振电容Cr2;该均衡电路用于实现两端电池间能量的双向转移,应用为主动均衡器时,进行电池间SOC的均衡,并通过辅助开关实现软开关,使主开关V1、主开关V2与辅助开关Va1、辅助开关Va2以给定开关时序通断,确保均衡过程中主开关实现零电压开关,辅助开关实现零电流开关,降低均衡过程中的开关损耗;通过SOC估计的相关方法获得单体电池的SOC信息,当均衡电路中一端所连电池的SOC高于另一端电池的SOC,将SOC差值作为均衡判据,当差值高于设定的阈值时开启均衡;SOC较高的一端作为输入端,SOC较低的一端作为负载端,通过均衡控制电路输出的PWM信号控制开关管通断,使输入端电池放电,均衡电流向处于输出端的电池进行充电;待SOC差值收敛至均衡阈值内时,结束电池间的SOC均衡;基于信号调理电路、电池串组合、电池管理系统采样模块、PWM驱动电路、数字控制器以及电池管理系统;非隔离双向软开关均衡电路连接电池串组合;所述电池串的电压、电流信号端与信号调理电路连接;信号调理电路的输出端与电池管理系统采样模块的ADC引脚连接;所述数字控制器的PWM输出端连接PWM驱动电路的输入端;PWM驱动电路的输出端连接至非隔离双向软开关均衡电路中开关管的栅极;进行电池EIS检测的方法,包括以下步骤:步骤S1:建立主动均衡电路,将当前处于均衡器输入端的单体作为供电直流源,将处于负载端的单体作为待测电池;步骤S2:控制均衡器中的开关管向负载端输出电流,待均衡电流达到稳态后,向电流控制回路的电流参考值中注入多频率周期性信号,然后由此叠加电流对负载端连接的待测电池进行激励;步骤S3:注入叠加信号后,在信号调理电路中对电池两端电压、电池电流进行交直流分离,去除直流和高频噪声干扰的影响,放大交流信号;同时由电池管理系统的采样模块以频率fS同步采集调理后的电池电压与电流信号,所述fS至少为最高扰动频率fn的5到10倍;步骤S4:在电池管理系统的数字控制器或微电脑中对获得的电压、电流信息进行快速傅里叶变换,由算法计算出每个扰动频率下的电池阻抗信息,进一步即获得一定频率范围内的电池EIS。
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