[發明專利]基于開關矩陣和LC諧振變換的cells to cells均衡電路及方法

有效

• 申請號: 201410219756.5
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103956802A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張承慧;商云龍;崔納新;紀祥
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：包括微控制器、矩陣開關模塊、均衡母線、LC諧振變換模塊和濾波電容，微控制器連接矩陣開關模塊、LC諧振變換模塊和電池單體，LC諧振變換模塊通過均衡母線連接矩陣開關模塊，LC諧振變換模塊的輸入端和輸出端各并聯一個濾波電容。

2.如權利要求1所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述微控制器包括模數轉換模塊、脈沖寬度調制PWM信號輸出端和通用IO端，其中，所述模數轉換模塊，通過電壓檢測電路與電池單體連接，用于將電池單體的電壓信號轉換成數字信號，從而確定電池組中電池單體的電壓；

所述脈沖寬度調制PWM信號輸出端通過驅動電路連接LC諧振變換模塊，用于產生MOS管開關的控制驅動信號；

所述通用IO端通過一個多路選通開關與開關模塊連接，用于譯碼微控制器確定的需要均衡的電池單體組合編號，控制矩陣開關模塊將電池組中任意個連續相鄰的電池單體組合選通至均衡母線上。

3.如權利要求2所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述任意個連續相鄰的電池單體組合包括最優充電組合和最優放電組合；所述最優放電組合為電池組中電壓高于電池組平均電壓且相鄰的電池單體個數最多的電池單體的組合；所述最優充電組合為電池組中電壓低于電池組平均電壓且相鄰的電池單體個數最多的電池單體的組合；所述最優放電組合對最優充電組合的均衡，最優放電組合與最優充電組合的電池單體節數之差大于等于1。

4.如權利要求1所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述LC諧振變換模塊包括全橋電路，全橋電路包括四組MOS管，每組MOS管包括兩個對接的MOS管，其中每組MOS管分別連接在一個橋臂上，橋臂中點處串聯有電感L和電容C。

5.如權利要求4所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述LC諧振變換模塊為全橋雙向變換器，能量總是從電壓高的一側流向電壓低的一側。

6.如權利要求1所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述均衡母線包括均衡母線I和均衡母線II，所述矩陣開關模塊包括選擇開關模塊Ⅰ，選擇開關模塊Ⅱ，選擇開關模塊Ⅲ，選擇開關模塊Ⅳ；所述均衡母線I和均衡母線II的正、負極與所述LC諧振變換模塊的四個橋臂相連。

7.如權利要求6所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述選擇開關模塊I的一端連接所述均衡母線I的正極，一端連接電池單體的正極；所述選擇開關模塊Ⅱ的一端連接所述均衡母線I的負極，一端連接電池單體的負極；所述選擇開關模塊Ⅲ的一端連接所述均衡母線Ⅱ的負極，一端連接電池單體的負極；所述選擇開關模塊Ⅳ的一端連接所述均衡母線Ⅱ的正極，一端連接電池單體的正極；所述每個選擇開關模塊同一時刻只能導通一個開關。

8.如權利要求1所述的一種基于開關矩陣和LC諧振變換的cells?to?cells均衡電路，其特征是：所述LC諧振變換模塊在兩個狀態互補的PWM信號驅動下，交替工作在充電和放電兩個狀態。