[發明專利]均衡式充放電裝置及方法

有效

• 申請號: 201610078175.3
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107040002B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 劉曉剛
• 申請（專利權）人: 深圳市愛蘭博功率電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;柯夏荷

本發明提供一種均衡式充放電裝置及方法，涉及電池充放電管理領域，能夠以較簡單的電路結構，實現充放電自動均衡。所述裝置具備：串聯的多節電池；電感變壓器，其具有原邊繞組及分別與多節電池并聯的多個次級繞組；多個開關管，用于將電路切換至不同的充放電模式；以及開關管控制器，用于控制多個開關管的導通與關斷；在充放電模式切換為均衡模式的情況下，原邊繞組及次級繞組均處于導通狀態，次級繞組以不同的電流為每節電池充電；在充放電模式切換為非均衡模式的情況下，原邊繞組處于導通狀態而次級繞組處于斷開狀態，原邊繞組與多節電池串聯，每節電池以相同的電流進行充放電。

技術領域

本發明涉及電池充放電管理領域，更具體地說，涉及一種均衡式充放電裝置及方法。

背景技術

多節可充電電池串聯而成的電池組，能夠提供較高的串聯電壓，可應用于新能源汽車的電池管理系統，或與新能源汽車匹配的充電樁，無人機飛行器電池充放電管理等充放電裝置。

由于各電池單體的充放電特性有差別，為了防止個別電池過充或長期未充滿造成電池組的壽命縮短，已知采用電池管理系統(Battery Management System，BMS)，通過分別測量充電過程中每節電池單體的電壓并根據所測量得到的電壓分別為電池單體進行充電的均衡充電技術。

然而，在實現上述現有技術的過程中，發明人發現，這種均衡充電技術依賴于BMS系統對每節電池單體電壓的檢測，其實質上是人為地控制充電過程以實現均衡充電的目的。

發明內容

本發明提供一種均衡式充放電裝置及方法，其能夠在不依賴對電池組的每節電池電壓的檢測的情況下，以較簡單的電路結構，實現充放電自動均衡的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種均衡式充放電裝置，具備：

串聯的多節電池，

電感變壓器，其具有原邊繞組及分別與多節電池并聯的多個次級繞組，

多個開關管，用于將電路切換至不同的充放電模式，所述充放電模式包括均衡模式與非均衡模式，

以及開關管控制器，用于控制所述多個開關管的導通與關斷；

其中，在所述開關管控制器通過控制所述多個開關管的通斷，將所述充放電模式切換為均衡模式的情況下，所述原邊繞組及所述次級繞組均處于導通狀態，所述次級繞組以不同的電流為每節電池充電，

在所述開關管控制器通過控制所述多個開關管的通斷，將所述充放電模式切換為非均衡模式的情況下，所述原邊繞組處于導通狀態而所述次級繞組處于斷開狀態，所述原邊繞組與所述多節電池串聯，每節電池以相同的電流進行充放電。

可選地，均衡式充放電裝置還具備平衡電感，其與所述原邊繞組串聯后連接在電源輸入輸出端口的兩端。

可選地，所述電池為N節，所述次級繞組為N個，所述開關管為N+2個，對于每節電池，一個所述次級繞組與一個所述開關管串聯后再與該節電池并聯，

對于N+2個開關管中未與所述次級繞組串聯的第一開關管，其第一端連接N節電池的總正極，第二端連接所述原邊繞組的第一端，

對于N+2個開關管中未與所述次級繞組串聯的第二開關管，其第一端連接所述原邊繞組的第一端，第二端連接所述電源輸入輸出端口的一端，

在所述開關管控制器控制與所述次級繞組串聯的N個開關管及所述第二開關管導通，同時控制所述第一開關管關斷時，所述充放電模式被切換為均衡模式，對應于N節所述電池的不同電壓，N個所述次級繞組分別以不同的電流為每節電池充電，

在所述開關管控制器控制與所述次級繞組串聯的N個開關管及所述第二開關管關斷，同時控制所述第一開關管導通時，所述充放電模式被切換為非均衡模式，每節電池以相同的電流進行充放電。