[發明專利]一種多功能兼容型主動均衡電路及方法

在審

• 申請號: 201811476150.4
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109572484A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 熊本波;王鵬;張壽勵
• 申請（專利權）人: 深圳市國新動力科技有限公司
• 主分類號: B60L58/22
• 分類號: B60L58/22;B60L58/10
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭西洋;謝亮

本發明公開一種多功能兼容型主動均衡電路，包括開關切換模塊、MCU和均與MCU電連接的第一控制電路、第二控制電路，所述第一控制電路、第二控制電路并聯后分別通過第一整流濾波電路、第二整流濾波電路與開關切換模塊電連接，所述開關切換模塊包括若干個開關，每一所述開關分別對應連接一個單體電芯，所述第一控制電路還與蓄電池電連接。本發明可以切換多種主動均衡方式，且適應性強，不管是市面上哪種方式的電池包拓撲，均能適用。

技術領域

本發明涉及新能源電動車的電池管理系統技術領域，特別涉及一種多功能兼容型主動均衡電路及方法。

背景技術

隨著新能源電動車越來越普及，市場對新能源電動車的要求不斷增強。但業內因為被動均衡技術的局限性，導致均衡電流最大不超過200mA，于是開始向主動均衡進軍。主動均衡因為可均衡電流最高達到幾十安培，所以在均衡效率提升的同時，危險性和風險性都遠遠大于被動均衡。目前業內關于主動均衡的做法都并不成熟。

主動均衡按照使用場景，分為包體內均衡和包體間均衡；按照技術方案，則分為單向充電方式和雙向均衡方式。所謂的包體內均衡和包體間均衡的區別在于，新能源電動車的一些應用場景，一輛車內并不僅僅只有一箱電池，可能存在2箱甚至多箱，一箱電池稱為一個電池包。包體內均衡是整個均衡模塊啟動后但作用對象僅僅局限于一個電池包，跟其他相鄰的電池包幾乎沒有任何關系。因為包體內均衡只負責管理本箱的電芯，所以軟件算法較為簡單，相對而言策略的容錯度也比較強，冗余設計比較比較大。但正因為其包體內均衡的局限性，如果出現整箱偏高或者整箱偏低的狀態，就需要包體間均衡。相對的包體間均衡就是解決每一包體與包體之間的不均衡現象。雖然包體間均衡可以解決以及彌補包體內均衡的不足，但隨之而來的軟件策略的復雜程度會大大增加，控制環節和開關數量明顯增多，需要反饋的信息量成幾何倍增，根據自控原理的概述，其風險因子的引入很難規避，整個拓撲的可靠性則大大不如包體內均衡。

根據主動均衡的技術方案來看，電芯一致性一但出現問題，在整個眾多電芯當中總有電量最低的以及較低的電芯。而單向充電式則只負責將電量較低的電芯充電使之達到跟最高一串電芯電量相同即可。方案最大的缺點是一但出現有且僅有極個別的幾串的電芯過高，則只能充電不能放電，會造成很長的時間才能將所有電芯的電量達到一致。而雙向均衡的方案既能充電也能放電，但是雙向均衡的控制策略較單向充電式相比較為復雜，要頻繁切換開關，容易造成開關的壽命損耗，為整個拓撲方案增加不必要的風險。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種多功能兼容型主動均衡電路。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

一種多功能兼容型主動均衡電路，包括開關切換模塊、MCU和均與MCU電連接的第一控制電路、第二控制電路，所述第一控制電路、第二控制電路并聯后分別通過第一整流濾波電路和第二整流濾波電路與開關切換模塊電連接，所述開關切換模塊包括若干個開關，每一所述開關分別對應連接一個單體電芯，所述第一控制電路還與蓄電池電連接。

優選地，所述第一控制電路包括第一隔離IC、第一驅動模塊、MOS管Q1和Q2、第一變壓器和第二變壓器，所述第一隔離IC電連接于MCU的第一SPI通訊接口和第一驅動模塊之間，串聯的MOS管Q1、第一變壓器、第一整流濾波電路和串聯的MOS管Q2、第二變壓器、第二整流濾波電路并聯連接于第一驅動模塊和開關切換模塊之間。

優選地，所述第二控制電路包括第二隔離IC、第二驅動模塊、MOS管Q3和Q4以及分流器，所述第二隔離IC電連接于MCU的第二SPI通訊接口和第二驅動模塊之間，所述MOS管Q3和Q4并聯連接于第二驅動模塊和分流器之間，所述分流器還與第二隔離IC電連接。