電池電量平衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及一種電池電量平衡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的功率的不斷增大，應(yīng)用于電子產(chǎn)品的電池組容量不斷增加。大容量電池組通常由多個(gè)電池組合而成，在使用過程中，需要平衡不同電池的電量，以提高電池電量的利用率，并防止一部分電池被過充或過放。電池被過沖或過放會(huì)影響電池壽命。
[0003]如圖1所示，一部分現(xiàn)有技術(shù)中采用多個(gè)連接在相鄰電池之間的電容以及配套的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對電池電量的平衡。但是，這類電路只能實(shí)現(xiàn)相鄰或鄰近電池之間的電能轉(zhuǎn)移，不能實(shí)現(xiàn)電能在所有的電池之間自由轉(zhuǎn)移。而且，需要采用數(shù)量較多的電容，電荷轉(zhuǎn)移效率為荷電狀態(tài)值較低的電池電壓與荷電狀態(tài)值較高的電池電壓的比值，效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電池電量平衡裝置，以較為簡化的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在多個(gè)電池之間自由進(jìn)行電量平衡。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡裝置包括:
[0006]電池選擇電路，與N個(gè)電池連接，用于將所述N個(gè)電池之一連接到充放電端口，N為大于I的整數(shù)；
[0007]儲能電容；
[0008]雙向功率變換器，第一端口與所述充放電端口連接，第二端口與所述儲能電容連接；
[0009]N個(gè)電池檢測電路，與所述N個(gè)電池對應(yīng)設(shè)置，用于檢測對應(yīng)的電池的狀態(tài)；以及
[0010]控制電路，控制電池選擇電路將狀態(tài)符合預(yù)定條件的電池連接到充放電端口，并以保持所述儲能電容電壓在預(yù)定范圍內(nèi)波動(dòng)的方式控制所述雙向功率變換器對連接到充放電端口的電池進(jìn)行放電或者充電。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述電池選擇電路包括:
[0012]N個(gè)第一開關(guān)，每個(gè)第一開關(guān)一端與對應(yīng)的電池的陽極連接，另一端與所述充放電端口的第一端連接，根據(jù)所述控制電路控制導(dǎo)通或關(guān)斷；以及
[0013]N個(gè)第二開關(guān)，每個(gè)第二開關(guān)一端與對應(yīng)的電池的陰極連接，另一端與所述充放電端口的第二端連接，根據(jù)所述控制電路控制導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0014]優(yōu)選地，第2-第N個(gè)第一開關(guān)包括反向串聯(lián)的兩個(gè)MOS晶體管；
[0015]第I至第N-1個(gè)第二開關(guān)包括反向串聯(lián)的兩個(gè)MOS晶體管。
[0016]優(yōu)選地，所述控制電路包括:
[0017]電流檢測電路，用于檢測流過所述充放電端口一端的電流獲取電流檢測信號；
[0018]電壓滯環(huán)比較電路，用于檢測所述儲能電容電壓輸出電壓狀態(tài)信號，所述電壓狀態(tài)信號在所述儲能電容電壓下降到小于下限閾值后切換為第一狀態(tài)，在所述儲能電容電壓上升到大于上限閾值后切換為第二狀態(tài)；
[0019]第一控制器，根據(jù)所述電池的狀態(tài)控制電池選擇電路將符合預(yù)定條件的電池連接到充放電端口，并輸出第一電流參考信號和第二電流參考信號，其中，所述第一電流參考信號表征連接到充放電端口的電池的放電電流參考值，所述第二電流參考信號表征連接到充放電端口的電池的充電電流參考值；
[0020]第二控制器，用于根據(jù)所述電流檢測信號、所述第一電流參考信號、所述第二電流參考信號和所述電壓狀態(tài)信號控制所述雙向功率變換器。
[0021]優(yōu)選地，所述第二控制器在所述電壓狀態(tài)信號為第一狀態(tài)時(shí)，以使得所述電流檢測信號趨向于所述第一電流參考信號為目標(biāo)控制所述雙向功率變換器，在所述電壓狀態(tài)信號為第二狀態(tài)時(shí)，以使得所述電流檢測信號趨向于所述第二電流參考信號為目標(biāo)控制所述雙向功率變換器。
[0022]優(yōu)選地，所述控制電路包括:
[0023]電流檢測電路，用于檢測流過所述充放電端口一端的電流獲取電流檢測信號；
[0024]電壓滯環(huán)比較電路，用于檢測所述儲能電容電壓輸出電壓狀態(tài)信號，所述電壓狀態(tài)信號在所述儲能電容電壓下降到小于下限閾值后切換為第一狀態(tài)，在所述儲能電容電壓上升到大于上限閾值后切換為第二狀態(tài)；
[0025]第一控制器，根據(jù)所述電池的狀態(tài)控制電池選擇電路將符合預(yù)定條件的電池連接到充放電端口，并根據(jù)所述電壓狀態(tài)信號輸出電流參考信號；
[0026]第二控制器，以使得所述電流檢測信號趨向于所述電流參考信號為目標(biāo)控制所述雙向功率變換器。
[0027]優(yōu)選地，所述第一控制器在電流狀態(tài)信號為第一狀態(tài)時(shí)輸出具有第一值的電流參考信號，在電流狀態(tài)為第二狀態(tài)時(shí)輸出具有第二值的電流參考信號，所述第一值為連接到充放電端口的電池的放電電流參考值，所述第二值為連接到充放電端口的電池的充電電流參考值。
[0028]優(yōu)選地，所述第一控制器交替選取需要放電的電池和需要充電的電池連接到所述充放電端口。
[0029]優(yōu)選地，所述第一控制器在所述電流檢測信號過零時(shí)控制所述電池選擇電路切換連接到所述充放電端口的電池。
[0030]優(yōu)選地，所述電池電量平衡裝置還包括:
[0031]分流電路，與所述儲能電容并聯(lián)，用于受控地對儲能電容進(jìn)行放電；
[0032]其中，所述控制電路用于在當(dāng)前連接到充放電端口處于充電狀態(tài)的電池的荷電狀態(tài)值或充電電流狀態(tài)滿足分流條件時(shí)控制所述分流電路對儲能電容進(jìn)行放電。
[0033]優(yōu)選地，所述分流電路包括串聯(lián)連接的電阻和開關(guān)。
[0034]優(yōu)選地，所述電池電量平衡裝置還包括:
[0035]箝位電路，連接在所述充放電端口。
[0036]通過將狀態(tài)符合預(yù)定條件的電池連接到充放電端口，進(jìn)而基于儲能電容的儲能通過雙向功率變換器對所述接入到充放電端口的電池進(jìn)行充電或放電使得儲能電容的電壓在預(yù)定范圍內(nèi)波動(dòng)，可以以單級功率變換器和較為簡單的電路實(shí)現(xiàn)在多個(gè)電池之間自由進(jìn)行電量平衡。
【附圖說明】
[0037]通過以下參照附圖對本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0038]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電池電量平衡裝置的電路圖；
[0039]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡裝置的電路圖；
[0040]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中電池選擇電路的優(yōu)選實(shí)施方式的電路圖；
[0041]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡裝置的控制電路的電路圖；
[0042]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的電池電量平衡裝置的工作波形圖；
[0043]圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池電量平衡裝置的控制電路的電路圖；
[0044]圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池電量平衡裝置的工作波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下基于實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0046]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0047]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0048]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含