[發明專利]一種電池均衡電路、控制方法及電池均衡系統

在審

• 申請號: 201710128131.1
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106816930A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 徐愛民;黃必亮;任遠程;周遜偉
• 申請（專利權）人: 杰華特微電子(杭州)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種電池均衡電路及其控制方法及電池均衡系統。

背景技術

單節電池的電壓和容量都較低，在實際應用中，系統里難以直接使用，往往需要多節電池串聯以提高電壓。由于實際生產工藝問題，每個單體電池之間都有差異，會導致有些單體電池提前充滿，有些單體電池提前放完，引起安全問題。即使管理系統做得很好，可避免安全問題，但是提前充滿、提前放完等使用條件會加速落后電池的衰減，增大單體電池之間的離散性。而電池組的整體性能是受最落后單體電池限制的，最好情況也只能發揮出這個單體的容量。所以電池成組必須解決由單體電池一致性引起的安全、壽命和續航里程等問題。

參考圖1所示，為現有的主動均衡的方法，將單個電池電壓和電池總電壓進行比較，來決定哪個電池要對外分流或要補充能量。以兩個電池均衡為例，電池1通過開關電源電路對電池2充電，或者電池2通過開關電源電路對電池1充電。

圖1中的虛線框中為一種開關電源電路的實現方式。該電路由兩個反激電路組成。開關管M01，二極管D01和變壓器T01組成一個反激電路；開關管M02，二極管D02和變壓器T02組成另一個反激電路。當電池2的電壓高于電池1的電壓，電池2需要對外分流時，開關管M02、二極管D02和變壓器T02組成的反激電路工作，電池2對電池1和電池2進行充電；開關管M01、二極管D01和變壓器T01組成的反激電路停止工作。當電池箱1的電壓高于電池箱2的電壓，電池箱2需要補充能量時，開關管M01，二極管D01和變壓器T01組成的反激電路工作，電池1和電池2對電池2進行充電；控制開關管M02，二極管D02和變壓器T02組成的反激電路停止工作。

主動均衡的方式需要開關電源電路，器件多，控制復雜，系統成本高。

參考圖2所示，為現有的被動均衡的方法。以兩節電池為例，電池1和電池2串聯，每節電池都并聯一個泄放電路，電池1并聯泄放電路U02；電池2并聯泄放電路U03。當電池1的電壓高于電池2，則泄放電路U02對電池1進行泄放，泄放電路U03不對電池2進行泄放；當電池2的電壓高于電池1，則泄放電路U03對電池2進行泄放，泄放電路U02不對電池1進行泄放。被動均衡的方法控制簡單，但是電壓高的電池中的能量被泄放掉，而沒有轉移到電壓低的電池中，降低了系統效率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電池均衡電路及其控制方法及電池均衡系統，用以解決主動均衡器件多，控制復雜，系統成本高以及被動均衡系統效率低的問題。

本發明的技術解決方案是，提供一種電池均衡電路，所述電池均衡電路包括：N節串聯連接的電池，第一電池的陽極連接到第二電池的陰極，第二電池的陽極連接到第三電池的陰極，以此類推，第N-1電池的陽極連接到第N電池的陰極，所述第X電池的陽極經過開關S_XP連接到第一電容的正端，陰極經過開關S_XM連接到第一電容的負端，其中，N為大于等于2的自然數，X為從1到N的自然數。

作為可選，所述電池均衡電路還包括均衡控制電路，根據所述第一電池到所述第N電池的電量，控制所述開關S_XP和所述開關S_XM的導通和關斷。

作為可選，所述均衡控制電路控制所述第A電池到所述第B電池的總電壓對所述第一電容充電，再控制所述第一電容對所述第C電池到第D電池的總電壓充電，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N。

作為可選，所述均衡控制電路采樣所述第一電池到所述第N電池的每節電池電壓，并對采樣的電池電壓進行比較，根據比較結果，控制所述第A電池到所述第B電池的總電壓對所述第一電容充電，再控制所述第一電容對所述第C電池到第D電池的總電壓充電，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N。

作為可選，所述均衡控制電路控制所述第A電池到所述第B電池的總電壓對所述第一電容充電，再控制所述第一電容對所述第C電池到所述第D電池中的總電壓充電，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N，并且周期性地循環該充放電過程。

作為可選，所述均衡控制電路控制所述開關S_AM和所述開關S_BP導通，控制其余所述開關關斷，則所述第A電池到所述第B電池對所述第一電容充電；所述均衡控制電路控制所述開關S_CM和所述開關S_DP導通，控制其余所述開關關斷，則所述第一電容對所述第C電池到所述第D電池的總電壓充電。

作為可選，所述均衡控制電路包括：