[發(fā)明專利]被動式均衡電路及相應的被動式均衡方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310594784.0
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103855756A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 趙建華
• 申請（專利權）人: 東莞賽微微電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦;李慶波

技術領域

本發(fā)明涉及儲能產(chǎn)品的管理系統(tǒng)，特別是涉及在多個儲能單元中實現(xiàn)能量均衡的被動式均衡電路和相應的被動式均衡方法。?

背景技術

儲能產(chǎn)品，例如電池或者類似電池的其他能量儲存產(chǎn)品，廣泛地應用在各類電子產(chǎn)品中。以下以電池為例，一個電池組通常包括多個相互串聯(lián)的電池，由于每一個電池在充電狀態(tài)、阻抗和溫度特性等各方面的差異，其會造成這些電池之間的不均衡。這種不均衡現(xiàn)象將使得整個電池組的容量減小、壽命縮短。因此，目前已經(jīng)設計出均衡電路以對多個串聯(lián)的電池進行調(diào)節(jié)，從而保持電池組的容量，延長電池組的壽命。而被動式均衡電路因為成本低廉、結構簡單而得到了廣泛地應用。?

圖1為一種現(xiàn)有的被動式均衡電路的示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的被動式均衡電路包括100包括多個串聯(lián)的電池110和多個均衡單元120，其中每一個電池110分別與一個對應的均衡單元120相連。每一個均衡單元120包括比較器121、均衡啟動電壓源122、均衡電阻123和開關元件124。?

其中，比較器121的一個輸入端電性連接對應的電池110以采集對應電池110的電壓，而其另一個輸入端電性連接均衡啟動電壓源122，從而將對應電池110的電壓與均衡啟動電壓源122所提供的均衡啟動電壓進行比較，以產(chǎn)生相應的控制信號。?

均衡電阻123和開關元件124并聯(lián)在對應電池110的正、負電極端，?從而構成一個均衡回路，且開關元件124進一步連接比較器121的輸出端以接收比較器121所產(chǎn)生的控制信號，從而根據(jù)控制信號而確定開關元件124是否導通，即均衡電阻123、開關元件124所構成的均衡回路是否對對應的電池110執(zhí)行均衡操作。?

在充電過程中，均衡單元120中的比較器121采集對應電池110的電壓，并與均衡啟動電壓源122所提供的均衡啟動電壓進行比較。如果所采集的對應電池110的電壓高于均衡啟動電壓，則比較器121所發(fā)出的控制信號控制開關元件124閉合，均衡電阻123和開關元件124所構成的均衡回路開啟，以利用均衡電阻123對對應電池110進行放電，以消耗對應電池110的電量。也就是說，電池組中的各個電池110，在充電過程中，電量狀態(tài)越高的電池110越早到達均衡啟動電壓，其對應的均衡回路開啟的時間也越長，消耗的電量也越多，從而達到了電池組中的各個電池110的電量均衡的目的。?

但是，現(xiàn)有的被動式均衡電路100由于各個電池110中多余的電量會被對應的均衡電阻123消耗，所以被動式均衡電路100工作時會散發(fā)出大量的熱量，特別是當被動式均衡電路100中有比較多的電池110的電壓高于均衡啟動電壓源122所提供的均衡啟動電壓，需要對其執(zhí)行均衡操作時，則發(fā)熱量會相應地增加，散熱的問題比較嚴重。因此現(xiàn)有的被動式均衡電路100的均衡電流不能太大，其均衡能力有限。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種新的被動式均衡電路，其能夠減小均衡電流，減少發(fā)熱量。?

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種被動式均衡電路，其包括多個儲能單元、多個均衡單元和分時控制器。所述多個儲能單元串聯(lián)在一起。每一個均衡單元分別與一個對應的儲能單?元相連，以采集所述對應的儲能單元的電壓，從而確定是否對所述對應的儲能單元執(zhí)行均衡操作，并在需要執(zhí)行均衡操作時對所述對應的儲能單元執(zhí)行均衡操作。所述分時控制器連接所述多個均衡單元，以根據(jù)需要執(zhí)行均衡操作的均衡單元的數(shù)目，而分時段地控制所述需要執(zhí)行均衡操作的均衡單元對所述對應的儲能單元分時段地執(zhí)行均衡操作。?

其中，每一個均衡單元分別包括均衡控制單元和均衡回路單元。所述均衡控制單元連接所述對應的儲能單元，以采集所述對應的儲能單元的電壓，從而確定是否對所述對應的儲能單元執(zhí)行均衡操作。所述均衡回路單元并聯(lián)于所述對應的儲能單元，以在所述均衡控制單元確定需要對所述對應的儲能單元執(zhí)行均衡操作時，對所述對應的儲能單元執(zhí)行均衡操作。?

其中，所述均衡控制單元分別包括均衡啟動電壓源和比較器。所述均衡啟動電壓源電性連接所述對應的儲能單元的負電極端。所述比較器的第一輸入端電性連接所述對應的儲能單元的正電極端，其第二輸入端電性連接所述均衡啟動電壓源，而其輸出端電性連接所述分時控制。其中，所述比較器采集所述對應的儲能單元的電壓，并與所述均衡啟動電壓源所提供的均衡啟動電壓進行比較，以在所述比較器的輸出端輸出對應的第一控制信號。?