[發明專利]一種串聯電池組充放電均衡電路及均衡方法

在審

• 申請號: 201510024047.6
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104600801A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 荊延杰
• 申請（專利權）人: 荊延杰
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于電氣技術領域，尤其涉及一種串聯電池組充放電均衡電路及均衡方法。

背景技術

隨著新能源產業的發展，可將多個單體電池串聯組合成串聯電池組，為相關產品進行供電，然而當單體電池成組使用時，由于各單體電池存在差異，容易發生個別單體電池過充與過放現象，從而影響整體串聯電池組正常使用。因此，串聯電池組的電池管理系統中，會通過主動均衡電路，將有差異的單體電池進行無差異化處理，也就是保持串聯電池組中各單體電池的電能儲量趨向一致。

然而，現有的串聯電池組充放電均衡電路中，串聯電池組各單體電池的充放電曲線差異，導致不能夠最大化利用電能且降低了單體電池的使用壽命。其原因在于，在串聯電池組充放電均衡電路中，通常是通過電容或者電感，將電能儲量高的單體電池的電能轉移到電能儲量低的單體電池。然而，通過電容或者電感，會在電能轉移過程中耗散掉多余的能量，因此不能夠最大化利用電能，且結構較為復雜，而且功能較為單一，缺乏靈活性。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種串聯電池組充放電均衡電路及均衡方法，旨在解決現有的串聯電池組充放電均衡電路中，串聯電池組各單體電池的充放電曲線差異，導致不能夠最大化利用電能且降低了單體電池的使用壽命的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種串聯電池組充放電均衡電路，外接提供電源或者用戶設備，包括由多個單體電池串聯組成的串聯電池組、控制電路，所述控制電路與所述串聯電池組相連接，所述串聯電池組充放電均衡電路還包括：

由多個主路開關管構成的主路開關管組，各個所述主路開關管的輸入端分別與所述串聯電池組中各個單體電池的正極相連接，各個所述主路開關管的輸出端分別與所述控制電路的電壓檢測端相連接，各個所述主路開關管的控制端分別與所述控制電路中輸出脈沖調制信號、控制主路通斷的主路控制端相連接，構成控制主路通斷的回路；

由多個旁路開關管構成的旁路開關管組，各個所述旁路開關管的輸入端分別與所述串聯電池組中各個單體電池的負極相連接，各個所述旁路開關管的輸出端分別與所述控制電路的電壓檢測端相連接，各個所述旁路開關管的控制端分別與所述控制電路中輸出脈沖調制信號、控制旁路通斷的旁路控制端相連接，構成控制旁路通斷的回路。

進一步地，在該串聯電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管的輸出端和所述旁路開關管的輸出端共接于所述控制電路的電壓檢測端。

進一步地，在該串聯電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管和旁路開關管為NPN型三極管，所述NPN型三極管的集電極、發射極和基極分別為所述開關管的輸入端、輸出端和控制端。

進一步地，在該串聯電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管和旁路開關管為NMOS管，所述NMOS管漏極、源極和柵極分別為所述開關管的輸入端、輸出端和控制端。

進一步地，在該串聯電池組充放電均衡電路中，所述串聯電池組包括單體電池BT1、BT2、BT3、BT4，所述控制電路為微控制單元MCU，所述主路開關管包括NPN型三極管Q1、Q3、Q5、Q7，所述旁路開關管包括NPN型三極管Q2、Q4、Q6、Q8；

所述NPN型三極管Q1、Q3、Q5、Q7的輸入端分別與所述串聯電池組中單體電池BT1、BT2、BT3、BT4的正極相連接，輸出端分別與所述MCU的電壓檢測端A1、A2、A3、A4相連接，控制端分別與所述MCU中輸出脈沖調制信號、控制主路通斷的主路控制端B1、B2、B3、B4相連接，構成控制主路通斷的回路；

所述NPN型三極管Q2、Q4、Q6、Q8的輸入端分別與所述串聯電池組中單體電池BT1、BT2、BT3、BT4的負極相連接，輸出端分別與所述MCU的電壓檢測端A1、A2、A3、A4相連接，控制端分別與所述MCU中輸出脈沖調制信號、控制旁路通斷的旁路控制端B1、B2、B3、B4相連接，構成控制旁路通斷的回路。

本發明實施例的另一目的在于提供一種基于串聯電池組充放電均衡電路的均衡方法，包括：

控制電路獲取每個所述單體電池的實時電壓；

控制電路根據每個所述單體電池的實時電壓，生成每兩個所述單體電池的電壓差值；

控制電路根據所述電壓差值，向所述主路或者所述旁路輸出脈沖調制信號、控制所述主路通斷或者所述旁路通斷，直至所述串聯電池組中的單體電池充放電趨于均衡。