低成本电感式电压均衡器及其自由轮网络设计

Cost-Reduced Inductor-Based Voltage Equalizers With Design of Free-Wheeling Networks for Li-Ion Battery Pack

Lei Wan · Longyun Kang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

电感式均衡器具有高功率特点，但现有方案常忽略开关驱动隔离电源的成本及电感电流续流网络的设计。本文提出两种新型电感式电压均衡器：一方面，通过二极管与MOSFET构成开关阵列，实现同侧MOSFET共源极连接，减少隔离电源数量与电路成本；另一方面，引入死区期间电感电流下降更小的续流网络，提升均衡速度与效率。文中详细阐述拓扑结构、工作原理与数学建模，基于仿真结果选定电路参数，并在均衡性能、成本与体积方面与现有方法对比。实验平台验证了所提均衡器的可行性与高性能。

解读: 该低成本电感式均衡技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能产品具有直接应用价值。通过共源极MOSFET阵列设计减少隔离电源数量，可显著降低BMS均衡模块成本，这对大规模储能系统的经济性至关重要。优化的续流网络设计提升均衡效率和速度，能够改善电池组一致性维护能力，延长储能系统寿命。...