[發明專利]一種新型分層均衡電路

有效

• 申請號: 201611191652.3
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106786880B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 康龍云;王書彪;盧楚生;令狐金卿;王則灃;馮元彬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種新型分層均衡電路，其特征在于，所述均衡電路包括：串聯電池組和均衡電路，所述串聯電池組由m個電池模塊Mm串聯組成，m=2、3或者4，每個電池模塊由n個單體電池Bi1，Bi2，…，Bin串聯組成；所述均衡電路包括n個底層均衡電路Qi與1個頂層均衡電路Q，i=1，…，n，n=2、3或者4，其中，底層均衡電路的數量與電池模塊的數量相等，每個底層均衡電路均與一個電池模塊連接，實現電池模塊內部單體電池之間的均衡，上述頂層均衡電路分別與各個電池模塊連接，實現電池模塊之間的均衡；

所述底層均衡電路Qi包括：開關管Si1，Si2，…，Sin，電感Li1，Li2，…，Lin-1；

所述開關管均為N溝道MOSFET，分別包括源極、漏極、柵極；

所述頂層均衡電路和所述底層均衡電路采用電感儲能均衡拓撲，物理模型為buck-boost直流斬波電路，可采用電壓不一致指標或者SOC不一致指標作為均衡變量；所述均衡電路中的電感均為儲能電感，儲能電感值由開關管的開關頻率、單體電池電壓、電池模塊電壓以及期望的均衡電路的均衡時間而定。

2.根據權利要求1所述的一種新型分層均衡電路，其特征在于，

當n=3時，電感Li1一端連接在單體電池Bi1的負極，另一端連接在開關管Si1的源極、開關管Si2的漏極；電感Li2的一端連接在單體電池Bi2的負極，另一端連接在開關管Si2的源極、開關管Si3的漏極；開關管Si1的漏極連接在單體電池Bi1的正極，開關管Si3的源極連接在單體電池Bi3的負極。

3.根據權利要求1所述的一種新型分層均衡電路，其特征在于，

當n=2時，電感Li1一端連接在單體電池Bi1的負極，另一端連接在開關管Si1的源極、開關管Si2的漏極；開關管Si1的漏極連接在單體電池Bi1的正極，開關管Si2的源極連接在單體電池Bi2的負極。

4.根據權利要求1所述的一種新型分層均衡電路，其特征在于，

當n=4時，電感Li1一端連接在單體電池Bi1的負極，另一端連接在開關管Si1的源極、Si2的漏極；電感Li2一端連接在單體電池Bi2的負極，另一端連接在開關管Si2的源極、Si3的漏極；電感Li3一端連接在單體電池Bi3的負極，另一端連接在開關管Si3的源極、Si4的漏極；開關管Si1的漏極連接在單體電池Bi1的正極，開關管Si4的源極連接在單體電池Bi4的負極。

5.根據權利要求1所述的一種新型分層均衡電路，其特征在于，

所述頂層均衡電路Q由開關管S1，S2，...，Sm，電感L1，L2，...，Lm-1組成，負責電池模塊M1，M2，…，Mm之間的均衡；

當m=4時，電池模塊M1，M2，M3，M4串聯，電感L1一端連接在M1的負極，一端連接于開關管S1的源極、開關管S2的漏極；電感L2一端連接在電池模塊M2的負極，一端連接在開關管S2的源極、開關管S3的漏極；電感L3一端連接在電池模塊M3的負極，一端連接在開關管S3的源極、開關管S4的漏極；開關管S1的漏極連接在電池模塊M1的正極，開關管S4的源極連接在電池模塊M4的負極；

當m=3時，電池模塊M1，M2，M3串聯，電感L1一端連接在M1的負極，一端連接在開關管S1的源極、開關管S2的漏極；電感L2的一端連接在電池模塊M2的負極，一端連接在開關管S2的源極、開關管S3的漏極；開關管S1的漏極連接在電池模塊M1的正極，開關管S3的源極連接在電池模塊M3的負極；

當m=2時，電池模塊M1，M2串聯，電感L1一端連接在M1的負極，一端連接在開光管S1的源極、開關管S2的漏極；開關管S1的漏極連接在電池模塊M1的正極，開關管S2的源極連接在電池模塊M2的負極。

6.根據權利要求1所述的一種新型分層均衡電路，其特征在于，所述開關管Si1，Si2，…，Sin的柵極均與控制器連接，通過所述控制器輸出的驅動信號控制開關管的開通與關斷，實現能量的轉移。