[發明專利]一種基于無線充電器的電池組均衡控制電路及方法

有效

• 申請號: 202011242243.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112421716B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 劉晉;徐賓;劉力舟;潘碩;麥瑞坤;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;B60L53/12;B60L58/22
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種基于無線充電器的電池組均衡控制電路及方法，屬于無線充電技術領域，目的在于同時解決傳統電動車采用傳統接觸供電方式所產生的安全隱患以及電動車動力電池組電壓不均衡導致的電池性能問題，本發明可以實現無通信連接的恒流輸出，解決當充電電壓較小時電池充電不足的問題；同時，當電池組電壓實現均衡后，通過控制開關可以從均衡模式切換到充電模式。本發明適用于基于無線充電器的電池組均衡控制電路及方法。

技術領域

本發明屬于無線充電技術領域，具體涉及一種基于無線充電器的電池組均衡控制電路及方法。

背景技術

無線電能傳輸系統利用高頻電磁場近場耦合原理，以高頻磁場作為傳輸介質，通過發射線圈和接收線圈間的磁場耦合實現電能的無線傳輸。無線電能傳輸系統主要由兩個部分組成，一部分是連接在電源一側的發射端，另一部分是位于負載側的接收端，能量通過電磁感應的方式由發射端傳輸到接收端，是未來電動車充電的發展趨勢。然而，由于電動車反復進行無線充電以及正常運行時的反復放電，電池的性能會隨著時間的推移而下降，電荷不平衡可能會以電池電壓不等的形式出現。電池組的不平衡會導致電池組過充過放，從而使電池組的容量下降，甚至導致爆炸或起火。因此，均衡電路被廣泛應用，以確保安全運行和充分利用電池組的能量?；谶@種背景，本發明提出了基于無線傳輸的電動車充電均衡器。以非接觸的方式為電動車提供能量，并且實現充電均衡操作，解決電池組電壓不平衡問題，從而減緩電池老化，延長續航里程。

發明內容

本發明的目的在于：為同時解決傳統電動車采用傳統接觸供電方式所產生的安全隱患以及電動車動力電池組電壓不均衡導致的電池性能問題，提供了一種基于無線充電器的電池組均衡控制電路及方法，本發明可以實現無通信連接的恒流輸出，解決當充電電壓較小時電池充電不足的問題；同時，當電池組電壓實現均衡后，通過控制開關可以從均衡模式切換到充電模式。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于無線充電器的電池組均衡電路，包括由N個單體電池串聯組成的電池組B(B₁，B₂，...，B_n)，還包括：

電壓采集模塊，每隔時間T采集所有單體電池的電壓，并將單次采集到的所有電壓數據發送至開關信號控制模塊；

開關信號控制模塊，用于接收電壓數據判斷電池組電壓是否均衡，若不均衡，則找出具有最小電壓的單體電池B_X，根據單體電池B_X所在位置來控制電池開關組S_B[S_B，1，S_B，2，...，S_B，n+2]和整流電路開關組Q[Q₁，Q₂，Q₃，Q₄]的通斷；

無線充電器，由DC直流電源V_in、逆變電路開關組S[S₁，S₂，S₃，S₄]、發射線圈TP、接收線圈TS與原副邊所串聯的電容組C[C_P，C_S]組成，用于為電池組充電均衡模塊提供充電均衡能量，其中：

DC直流電源V_in，用于為整個系統提供能量源；

逆變電路開關組S[S₁，S₂，S₃，S₄]，用于將直流電變換為交流電；

發射線圈TP與接收線圈TS，用于實現能量無線傳輸到電壓均衡模塊；

電容組C[C_P，C_S]，用于無線傳輸的線圈配諧；