[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

本發明涉及一種基于無橋隔離型電流校正技術的電池均衡電路及方法，屬于電池均衡電路設計技術領域。本發明只采用一套具有電流校正技術的均衡轉換電路，不會給電網帶來諧波污染，大大減輕了系統的體積和重量，管理策略是向充電慢的電池單體提供額外的充電電流，不會損耗電池組中已完成充電的能量，有利于改善傳統電池均衡方法的時滯性的缺陷。

技術領域

本發明屬于電池均衡電路設計技術領域，具體涉及一種基于無橋隔離型電流校正技術的電池均衡電路及方法。

背景技術

電池組大多采用大量單體電池通過串聯組合后進行充放電，當電池組進行串聯充電時，流過各個單體之間存在容量和內阻等方面的差異，可能導致各單體的充電速度不均，另外，在充電過程中，空間溫度分布不均勻和電池老化程度不一致也會引起充電速度的不同，從而導致充電過程中各單體的荷電狀態不均衡，對外表現為開路端電壓不相等。長期的不均衡充電會放大單體之間的差異，導致部分電池的過沖和欠充等現象，從而嚴重影響電池的性能和實用壽命，甚至帶來安全隱患。因此研發一種新型高效的電池均衡電路和方法變成尤為重要。

目前常用的均衡充電管理方法主要分為耗散型和非耗散型。耗散型均衡充電管理方法電路結構簡單，但會帶來大量損耗。非耗散型電池管理方法的損耗小，但時滯性較嚴重。減少非耗散型均衡電池管理方法的時滯性、實現快速度均衡充電便成了目前該領域研究的重點。一般傳統的非耗散型均衡電池管理方法采用在每個電池單體上都并聯一套能量轉換電路，將充電快的電池單體能量轉移到充電慢的電池單體上，大量的能量轉換電路和電池的頻繁放電和充電均具有一定的局限性，不利于電池組長期工作得可靠性，甚至帶來安全隱患。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何解決傳統非耗散型均衡電池管理方法需要大量的均衡電路器件才能實現能量在不同的電池單體上傳遞的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于無橋隔離型電流校正技術的電池均衡電路，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。

優選地，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；