[發明專利]基于無橋隔離型電流校正技術的電池均衡電路及方法

在審

• 申請號: 202011043082.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112202221A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張磊;所玉君;崔建飛
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/10;H01M10/42
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

1.一種基于無橋隔離型電流校正技術的電池均衡電路，其特征在于，包括：電池組、均衡轉換電路、電壓采集模塊、均衡控制電路；

所述電壓采集模塊用于采集各電池單體的電壓，并把電壓信號傳給均衡控制電路；

所述均衡控制電路用于對各電池單體電壓進行排序、比較，如果檢測到最大電池單體電壓與最小電池單體電壓之差大于第一預設值，則將最小電壓的電池單體切除于電池組之外，并通過均衡轉換電路對最小電壓的電池單體進行單獨充電管理，且均衡控制電路通過電壓采集模塊實時監控各電池單體的電壓，若單獨充電管理的電池單體與電池組中最高電壓的電池單體之間的電壓差小于第二預設值，則表明均衡管理完成，再通過均衡控制電路將單獨管理的電池單體切入電池組中，并以此為循環，直至整個電池組的充電電流小于第三預設值，表明電池組充電完成。

2.如權利要求1所述的電路，其特征在于，所述均衡轉換電路包括校正開關管Q1～Q2、電感L1～L2、變壓器T1、電容C1～C2、二極管D1～D2，所述均衡控制電路包括N個雙刀雙擲開關K1～KN，N+1個單刀單擲開關K0-1～K(N)-(N+1)，N個單刀單擲開關K0-2～K(N-1)-(N+1)，所述電池組包括N個電池E1～EN；

其中，交流輸入的L端與校正開關管Q1的漏極之間串聯電感L1，校正開關管Q1的源極接校正開關管Q2的源極，校正開關管Q2的漏極接交流輸入的N端，校正開關管Q1的漏極與變壓器T1的原邊同名端之間串聯電容C1，交流輸入的N端接變壓器T1的非同名端，變壓器T1的副邊同名端與二極管D1的正極之間串聯電容C2和電感L2，變壓器T1的副邊非同名端接二極管D2的正極，二極管D2的負極接二極管D1的正極；二極管D1的負極接開關K1、K2、…、KN的1端點，二極管D2的正極接開關K1、K2、…、KN的3端點；開關K1、K2、…、KN的2端點接電池E1、E2、…、EN的正極，開關K1、K2、…、KN的4端點接電池E1、E2、…、EN的負極；充電正極接開關K0-1的2端點，充電正極接開關K0-2的2端點，開關K0-1的1端點接電池E1的正極，電池E1的負極接開關K1-2的2端點，開關K0-2的1端點接電池E2的正極，開關K1-2的1端點接電池E2的正極；依此方式，則第X個電池的連接方式為：電池EX的正極接開關K(N-1)-(N)的1端點，電池EX的負極接開關K(N)-(N+1)的2端點，開關K(N-1)-(N+1)的2端點接開關K(N-1)-(N)的2端點，開關K(N-1)-(N+1)的1端點接開關K(N)-(N+1)的1端點；充電負極接開關K(N)-(N+1)的1端點。

3.一種利用權利要求1或2所述的電路實現的電池均衡方法，其特征在于，包括以下步驟：

所述電壓采集模塊采集各電池單體的電壓，并把電壓信號傳給均衡控制電路；

所述均衡控制電路對各電池單體電壓進行排序、比較，如果檢測到最大電池單體電壓與最小電池單體電壓之差大于第一預設值，則將最小電壓的電池單體切除于電池組之外，則均衡轉換電路對最小電壓的電池單體進行單獨充電管理，且均衡控制電路通過電壓采集模塊實時監控各電池單體的電壓，若單獨充電管理的電池單體與電池組中最高電壓的電池單體之間的電壓差小于第二預設值，則表明均衡管理完成，此時均衡控制電路將單獨管理的電池單體切入電池組中，并以此為循環，直至整個電池組的充電電流小于預設值，表明電池組充電完成。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，第一預設值為10mV。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，第二預設值為3mV。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，第三預設值為0.01C。