[發明專利]一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路

在審

• 申請號: 201610104589.9
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105789715A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 冉峰;徐浩;季淵;秦嘉琦
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明型涉及電池管理系統領域，尤其涉及一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路，實現了飛電容采樣電路和反激式均衡電路開關陣列分時復用，減少了電路開關數量及制造成本，降低了控制邏輯復雜度。

背景技術

隨著世界經濟的飛速發展和人民生活水平的日益提高，全世界汽車保有量正在日益增多，汽車數量的急劇增加帶來了嚴重的環境問題；研究表明，近幾年來大氣污染物中，73.5％的碳氫化合物、63.4％的一氧化碳和46％的氮氧化合物來自于汽車尾氣。

鑒于嚴重的環境問題和能源危機，世界各國正在大力調整能源結構，新能源汽車正是能源結構調整重要的領域之一。新能源電動汽車的發展面臨著三大關鍵技術難題：整車控制器、電機控制器和電池管理系統；電壓檢測和電池均衡是電池管理系統中重要的兩個研究領域，但目前通用解決方案是，采用飛電容采樣來實現電壓采集功能，采用主動均衡實現電池均衡，如凌特爾特公司的LTC3300芯片能夠實現電池組進行基于變壓器的雙向主動電荷平衡。

這些方案雖然能夠解決電池組采樣均衡功能，但是這些芯片及外圍電路成本很高，同時采樣電路和均衡電路開關陣列數量龐大，不利于低成本實現和控制。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路，減少了電池管理系統開關數量，降低了制造成本。

為達到以上目的，本發明采用下述技術方案：

一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路，包括電池組，飛電容采樣電路，反激式均衡電路和開關陣列，反激式均衡電路原邊同名端接電池組高電壓端，異名端通過MOS管Q接地；反激式均衡電路副邊通過開關S3、S4連接到開關陣列上；飛電容采樣電路電容C1一端連接到開關陣列上，另一端通過開關S1，S2連接到ADC上。

進一步地，所述的開關陣列包括開關K₁--K_2n，開關陣列中開關K_2m-1，K_2m；m<＝n左側連接到電池單元Bm上，右側連接到采樣電容C1上；開關陣列由MCU輸出信號控制。

進一步地，所述的飛電容采樣電路電容C1一端連接到開關S1上，另一端連接到開關S2上；開關S1另一端連接到ADC負極，開關S2另一端連接到ADC正極。

進一步地，所述的反激式均衡電路變壓器M副邊異名端連接到二極管D1一端，二極管D1另一端連接到均衡電容C2一端，均衡電容C2另一端連接到變壓器M副邊同名端上；均衡電容C2一端連接到均衡開關S3上，另一端連接到均衡開關S4上；均衡開關S3、S4另一端連接到開關陣列上。反激式均衡電路原邊MOS管Q漏極接到變壓器M原邊同名端上，源極接地，柵極接PWM波輸入。

由于電池在均衡過程中，某些電池單元會有補償電流流過，而其他電池沒有，如果在均衡時進行電壓采樣，補償電流在電池內阻上的電壓將嚴重影響采樣精度，因此，在電池管理系統工作過程中，電池采樣和電池均衡在時間上必須分開進行。本發明就是利用電池采樣、電池均衡不能同時進行的特點，將開關陣列分時給二者使用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

通過開關陣列的復用，飛電容采樣和電池均衡共用一組開關陣列，大大減少了開關數量，減輕了軟件控制復雜度，減小了電路面積及制造成本。

附圖說明

圖1為本發明使用的一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路的每節電池雙開關的開關陣列電路圖；圖2為本發明使用的一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路的每節電池單開關和極性選擇開關陣列電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的優選實施例進行說明。

實施例一：

參見圖1，一種共用開關陣列的電池采樣均衡電路，包括電池組1，飛電容采樣電路2，反激式均衡電路3和開關陣列4，所述反激式均衡電路3原邊同名端接電池組1高電壓端，異名端通過MOS管Q接地；反激式均衡電路3副邊通過開關S3、S4連接到開關陣列4上；所述飛電容采樣電路2電容C1一端連接到開關陣列4上，另一端通過開關S1，S2連接到ADC上。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處是：

所述的開關陣列4包括開關K₁--K_2n，開關陣列4中開關K_2m-1和K_2m，m<＝n，左側連接到電池單元Bm上，右側連接到采樣電容C1上。

實施例三：