[發明專利]一種具有主動均衡功能的電池管理系統

在審

• 申請號: 201610159343.1
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105703434A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 董釗志;黃福良;張行峰;徐悅婷
• 申請（專利權）人: 南京金龍新能源汽車研究院有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 北京君華知識產權代理事務所(普通合伙) 11515
• 代理人: 李海峰

1.一種具有主動均衡功能的電池管理系統，包括：

N節相互串聯的單體電池，將這些電池分成M對電池單元對，其中N是一個大于零的偶數；

一個具有M個繞組的多繞組變壓器，M個繞組中的每一個繞組都有一端與電池單元對的中點相連，M個繞組分別同M個電池單元對的中點相連；

N個低壓開關器件，同N個電池單元相關聯，N個低壓開關器件也被分為M對，每個開關對的中點同M個變壓器繞組的另一端相連，每一個開關都被選擇性的操作；

其特征在于，驅動電路控制所述低壓開關器件的通斷，其中驅動電路選擇性的操作所述低壓開關器件，使能量從N節電池中的一節向另外一節轉移；

在M個繞組的多繞組變壓器上還包括一個附加繞組，通過該繞組實現電池單體電壓的隔離測量。

2.根據權利要求1所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，還包括一個微控制單元，所述附加繞組上的電壓通過低通濾波器和信號調節電路輸出信號至所述微控制單元控制的進行采樣，所述微控制器基于采樣電壓和電池組電流計算出電池剩余電量；所述微控制單元發送驅動信號并通過驅動電路控制所述低壓開關器件使能量由剩余電量高的電池向剩余電量低的電池轉移。

3.根據權利要求2所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，每一個低壓開關器件對應并聯一個耦合二極管。

4.根據權利要求2所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，所述低壓開關器件為晶體管。

5.根據權利要求4所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，對應每一對的低壓開關器件，其中第一個低壓開關器件為P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管，第二個低壓開關器件為N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管。

6.根據權利要求5所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，所述驅動電路包括驅動芯片，所述驅動芯片為TC4428，所述驅動芯片的反向輸出OUTA電連接所述P溝通金屬氧化物半導體場效應晶體管，所述驅動芯片的正向輸出OUTB端電連接所述N溝通金屬氧化物半導體場效應晶體管。

7.根據權利要求2所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，所述微控制單元與所述驅動電路之間設有隔離電路。

8.根據權利要求7所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，所述隔離電路為光耦隔離電路；或者所述隔離電路電阻、二極管以及電容。

9.根據權利要求2所述的具有主動均衡的電池管理系統，其特征在于，所述微控制單元根據驅動信號發生電路輸出驅動信號，所述驅動信號發生電路包括兩個多路復用器，所述微控制單元輸出PWM信號和地址信號至多路復用器，其中一個多路復用器輸出驅動信號至奇數低壓開關器件驅動電路，另一個多路復用器輸出驅動信號至偶數低壓開關器件驅動電路。

10.一種模塊化電池系統，其特征在于，包括P組電池管理單元，每組電池管理單元為一個多繞組變壓器組成的具有主動均衡功能的電池管理單元組，每組電池管理單元中設有一個雙向的DC/DC轉換器，所述DC/DC轉換器用于不同組電池管理單元之間的能量交換，所述DC/DC轉換器的輸入端被連接到對應組電池管理單元的正負極，所述DC/DC轉換器的輸出端被連接到一個公共總線上，微控制單元通過公共總線發送和接收各電池管理單元組的信息，控制所述DC/DC轉換器將能量從剩余電量高的電池管理單元組向剩余電量低的電池電池管理單元組轉移。