[發(fā)明專利]群組式開關均衡電路

在審

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• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109713757A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 葛文博
• 申請（專利權）人: 葛文博
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

一種群組式開關均衡電路，包括由多個傳遞均衡單元組成的組串，每個傳遞均衡單元包括蓄電池BA、開關K、開關S、開關N、開關P，開關S依次串聯(lián)并且串聯(lián)后兩端為整個組串的輸出正端及充電正端B+、輸出負端及充電負端B?，各開關N、開關P串聯(lián)在一起且串聯(lián)后兩端分別引出下一組級聯(lián)端口負端DN?和正端DN+、上一組級聯(lián)端口負端UP?和正端UP+，輸出負端及充電負端B?、下一組級聯(lián)端口負端DN?和下一組級聯(lián)端口正端DN+位于同一側。各組的開關的控制信號可以穩(wěn)態(tài)信號做直連，也可以調脈寬信號控制，通過給不同開關所需的占空比調制信號，就可以達到不同的跨接/并聯(lián)/均衡的不同電流分配，以此完成最優(yōu)跨接/并聯(lián)/均衡，從而達到高效快速大電流傳遞均衡能量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種蓄電池均衡電路，尤其涉及一種群組式開關均衡電路。

背景技術

現(xiàn)有的蓄電池保護均衡電路，由并聯(lián)在蓄電池兩端的開關控制電阻或小開關式電源(升壓變壓器或電感)組成，無論是升壓傳遞還是開關控制電阻及電容陣列傳遞，均衡傳遞的能量很小，電流級別只有百毫安到安培級別，作為充電時均衡還算勉強可用，放電時實時動態(tài)均衡能效甚微；可是，在幾十安培甚至幾百安培高速充放電時，即便嚴格分容組串的蓄電池組，串聯(lián)的各個單體電池難免性能存在差異，隨著使用時日的積累性能也會隨之劣化，這些都會使容差等參數(shù)變得不一致，導致儲存的能量不能全部釋放，更嚴重的是，當一個或者幾個單元容量偏低嚴重或者內阻急劇增大，串聯(lián)組只能按最小容量單元釋放能量，容量大的單元不能完全放盡，大電流充電時，早一些時間充足的蓄電池由于充電電流大于均衡電流，過充會影響性能和壽命，甚至嚴重發(fā)熱導致火災。所以，一套既可以實時動態(tài)有選擇接入脫離某節(jié)蓄電池能否參與工作，又可以做到幾十A甚至更大電流級別的實時動態(tài)均衡的，并且還可以相互自由傳遞能量的充放電方案極其重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種群組式開關均衡電路，本發(fā)明不需要升壓電路，也不需要電容陣列，即可將容量較大的蓄電池的能量通過開關切換并傳遞給容量較小的蓄電池，即只是通過把相鄰的一節(jié)或者幾節(jié)蓄電池通過開關直接并聯(lián)甚至可以在相隔的蓄電池進行跨越式均衡，以此實現(xiàn)高效快速大電流均衡能量。

本發(fā)明的技術解決方案是：一種群組式開關均衡電路，包括由多個傳遞均衡單元組成的組串，每個傳遞均衡單元包括蓄電池BA、與蓄電池BA串聯(lián)的開關K、并聯(lián)在串接的蓄電池BA和開關K兩端的開關S，各傳遞均衡單元中的開關S依次串聯(lián)并且串聯(lián)后兩端為整個組串的輸出正端及充電正端B+、輸出負端及充電負端B-，該群組式開關均衡電路還包括與傳遞均衡單元數(shù)量相同并且一一對應的開關N，各開關N串聯(lián)在一起且串聯(lián)后兩端引出下一組級聯(lián)端口負端DN-和上一組級聯(lián)端口負端UP-，該群組式開關均衡電路還包括與傳遞均衡單元數(shù)量相同并且一一對應的開關P，各開關P串聯(lián)在一起且串聯(lián)后兩端引出下一組級聯(lián)端口正端DN+和上一組級聯(lián)端口正端UP+，輸出負端及充電負端B-、下一組級聯(lián)端口負端DN-和下一組級聯(lián)端口正端DN+位于同一側，所述開關N的上端連接在對應單元的蓄電池BA的負極，所述開關P的下端連接在對應單元蓄電池BA的正極。

進一步地，所述開關S、K、P、N均采用MOS管，且通過控制單元控制通斷。

進一步地，所述開關S、P、N采用單MOS管，所述開關K采用雙MOS管。

本發(fā)明的有益效果是：

各組對應的開關P和N，為跨越式傳遞均衡的通道選擇開關，開關P負責與上一組中的電池正極連接，開關N負責與下一組中的電池正負極連接，依此類推，就可以連續(xù)串接若干組的級聯(lián)；各組對應的開關S和K，為跨越式傳遞均衡的電池選擇脫離開關，每組的開關S和K可以都關斷，而開通只能一個開通，開關K為電池脫離開關，開關S為脫離組與的上下組的連接開關。各組的開關的控制信號可以穩(wěn)態(tài)信號做直連，也可以調脈寬信號控制，通過給不同開關所需的占空比調制信號，就可以達到不同的跨接/并聯(lián)/均衡的不同電流分配，以此完成最優(yōu)跨接/并聯(lián)/均衡，從而達到高效快速大電流傳遞均衡能量。

附圖說明