[發明專利]基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器及其實現方法

在審

• 申請號: 201710671190.3
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107482263A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張承慧;商云龍;張奇;崔納新;段彬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/46
• 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Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器，其特征是：包括N節電池單體、微控制器、N*(N-1)/2個開關電容和N個半橋電路，每個電池單體對應連接有一個半橋電路，其中：

所述半橋電路包括兩個串聯的MOS管，所述半橋電路連接微控制器，所述微控制器包括脈沖寬度調制PWM信號輸出端，以控制各半橋電路的MOS管的導通與關斷；

N個半橋電路的中點兩兩分別通過一個開關電容連接在一起，形成Delta結構。

2.如權利要求1所述的一種基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器，其特征是：所述N*(N-1)/2個開關電容分別連接于所述N個半橋電路的中點，即兩個串聯MOS管相連接的點，另一端連接于另一個半橋電路的中點。

3.如權利要求1所述的一種基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器，其特征是：所述脈沖寬度調制PWM信號輸出端發送一對狀態互補的高頻PWM信號，PWM+和PWM-。

4.如權利要求3所述的一種基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器，其特征是：所述半橋電路的上端MOS管由所述PWM+控制，下端MOS管由所述PWM-控制。

5.如權利要求1所述的一種基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器，其特征是：所述半橋電路的上端MOS管的漏極連接于一節電池單體的正極，下端MOS管的源極連接于該電池單體的負極。

6.應用權利要求1-5中任一項所述的基于Delta結構開關電容的串聯電池組均衡器的實現方法，微控制器的脈沖寬度調制PWM信號輸出端發送一對狀態互補的PWM信號控制N個半橋電路中上端和下端MOS管交替導通，使得電壓大于平均值的電池單體給開關電容充電，同時開關電容給電壓小于平均值的電池單體充電，實現能量的實時與自動均衡。

7.如權利要求6所述的實現方法，其特征是：具體的，包括以下步驟：

(1)微控制器的脈沖寬度調制PWM信號輸出端發送一對狀態互補的PWM信號控制N個半橋電路中上端和下端MOS管交替導通，即工作狀態I和工作狀態II；

(2)工作狀態I：當所述N個半橋電路中上端MOS管導通、下端MOS管關閉時，所述開關電容與串聯電池組中上端的N-1節電池單體并聯，電壓大于平均值的電池單體給開關電容充電，同時開關電容給電壓小于平均值的電池單體充電；

(3)工作狀態II：當所述N個半橋電路中下端MOS管導通、上端MOS管關閉時，所述開關電容與串聯電池組中下端的N-1節電池單體并聯，電壓大于平均值的電池單體給開關電容充電，同時開關電容給電壓小于平均值的電池單體充電；

(4)經過這兩個狀態的交替工作，實現了能量從任意電壓大于平均值的電池單體到任意電壓小于平均值的電池單體的實時、直接和自動傳遞。

8.一種電池組，其特征是：包括N節串聯的電池單體和如權利要求1-5中任一所述的均衡器。

9.一種電池組，其特征是：使用如權利要求6或7的均衡方法。