[發明專利]一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路及實現方法

有效

• 申請號: 201710093023.5
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106712211B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 崔納新;王通;高睿智;國玉剛;方浩然
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60L58/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：包括微控制器、底層均衡單元、頂層均衡單元以及切換繼電器，所述微控制器連接并控制若干個均衡電池組的能量均衡，所述每個均衡電池組包括四個電池模塊，每個電池模塊包括若干個串聯的電池單體，每相鄰的兩節電池單體共用一個底層均衡單元，每兩個電池模塊共用一個切換繼電器，每四個電池模塊共用一個頂層均衡單元；

所述微控制器根據獲取的電池單體電壓，判斷是否符合底層均衡單元、頂層均衡單元的動作條件，若符合則進行均衡；所述微控制器發送一路PWM信號控制每個底層均衡單元，通過升降壓變換實現底層均衡單元的充電和放電狀態，實現相鄰的兩節電池單體的能量均衡；微控制器發送兩路相同PWM信號控制頂層均衡單元，并發送兩路開關信號控制切換繼電器動作，通過正激式變換實現頂層均衡單元的充電和放電狀態，以實現相鄰的兩個電池模塊之間的能量均衡；微控制器通過反激式變換實現頂層均衡單元的充電和放電狀態，以實現兩個相鄰電池模塊與另外兩個相鄰電池模塊之間的能量均衡。

2.如權利要求1所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述微控制器包括模數轉換模塊和脈沖寬度調制PWM信號輸出端，所述模數轉換模塊通過電壓檢測電路與各電池單體連接，將電池單體的電壓信號轉換成數字信號，從而獲得電池組中電池單體的電壓；

所述脈沖寬度調制PWM信號輸出端通過驅動電路連接底層均衡單元和頂層均衡單元，產生相應的控制驅動信號。

3.如權利要求2所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述底層均衡單元包括一個功率電感L和兩個串聯MOS管，MOS管兩端并聯有二極管，功率電感L一端連接兩個單體電池的公共端，一端連接兩個串聯MOS管的公共端，其中一個MOS管的漏極連接串聯的兩個電池單體的正極，另一個MOS管的源極連接串聯的兩個電池單體的負極。

4.如權利要求3所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述底層均衡單元為雙向均衡器，通過控制所述的兩個MOS管分別導通，可實現能量從電壓高的電池單體流向電壓低的電池單體；所述底層均衡單元在一路PWM信號驅動下，通過升降壓變換實現底層均衡單元的充電和放電狀態，從而完成相鄰的兩節電池單體的能量均衡。

5.如權利要求1所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述頂層均衡單元包括兩個多輸入原邊繞組的變壓器、四個MOS管、兩個整流二極管和兩個雙刀雙擲切換繼電器，每個輸入原邊繞組與一個MOS管串聯連接，然后再串聯連接在一個電池模塊的正負極，每個副邊繞組一端與整流二極管陽極連接，一端與雙刀雙擲繼電器的一端連接，雙刀雙擲繼電器的另一端與整流二極管的陰極連接。

6.如權利要求5所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述頂層均衡單元在兩路開關信號控制下，雙刀雙擲繼電器向上切換，變壓器副邊能量流向兩個相鄰的電池模塊M1和M2；雙刀雙擲繼電器向下切換，變壓器副邊能量流向同一組均衡電路的另兩個相鄰的電池模塊M3和M4。

7.如權利要求1所述的一種基于多輸入變換的雙層主動均衡電路，其特征是：所述頂層均衡單元為單向均衡器，通過控制每個變壓器原邊的兩個MOS管同時導通，實現能量從電壓高的模塊流向電壓低的模塊。