二達(dá)麵(.、, OJCU
[002引其中，0.1 C為均衡電流，C為電池單體容量，A U為電池單體之間的電壓差，U為電 池單體的標(biāo)稱。
[0029] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的充放電電路與均衡電路的一體化設(shè)計(jì)電路， 該結(jié)構(gòu)基于雙向Buck-Boost變換器，在不同的控制策略下，既能對(duì)蓄電池進(jìn)行大電流充放 電控制，又能在充放電的間隙對(duì)串聯(lián)蓄電池組實(shí)現(xiàn)大電流快速電壓均衡，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)充 放電控制與均衡控制兩種功能。該電路能夠減小蓄電池控制系統(tǒng)體積，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，降低 控制難度，并提高均衡速度。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明提供的新型Buck-Boost變換器實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明提供的基于新型Buck-Boost變換器的蓄電池充放電電路與均衡電 路的一體化設(shè)計(jì)電路實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明提供的蓄電池充放電電路與均衡電路的一體化設(shè)計(jì)電路實(shí)施例中， 電池端電壓采集電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明提供的蓄電池充放電電路與均衡電路的一體化設(shè)計(jì)電路實(shí)施例中， W兩節(jié)相鄰電池為例的充電及其均衡效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035] 需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所有使用"第一"和"第二"的表述均是為了區(qū)分 兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見"第一""第二"僅為了表述的方便，不 應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說明。
[0036] Buck-Boost變換器，也稱升降壓式變換器，是一種輸出電壓既可低于也可高于輸 入電壓的單管不隔離直流變換器，其輸出電壓的極性與輸入電壓相同。Buck-Boost變換器 可看做是Buck變換器和Boost變換器串聯(lián)而成，合并了開關(guān)管。 W37] 基于Buck-Boost變換器的基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的第一方面提出了一種新型Buck-Boost變換器。如圖1所示，為本發(fā)明提供的新型Buck-Boost變換器實(shí)施例的電路結(jié) 構(gòu)不意圖。
[0038] 所述新型Buck-Boost變換器，適用于n個(gè)電池單體串聯(lián)的蓄電池組，包括2個(gè)充 放電主電路電感、n-1個(gè)均衡電感、n+2個(gè)可控開關(guān)；其中，n為大于等于1的自然數(shù)；
[0039] 可控開關(guān)為并聯(lián)有續(xù)流二極管的IGBT模塊，續(xù)流二極管的正極與IGBT模塊的發(fā) 射極相連，續(xù)流二極管的負(fù)極與IGBT模塊的集電極相連；
[0040] 第一可控開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。依次串聯(lián)，且第一可控開關(guān)Q 1的集電極連接 直流母線正極并經(jīng)第一充放電主電路電感Lwi連接第一電池單體B 1的正極，第n可控開關(guān) Q。的發(fā)射極連接直流母線負(fù)極并經(jīng)第二充放電主電路電感L。連接第n電池單體B。的負(fù)極， 第一電池單體Bi至第n-1電池單體B。1的負(fù)極分別經(jīng)第一均衡電感L1至第n-1均衡電感 L。1連接第一可控開關(guān)Q1至第n-1可控開關(guān)Q。1的發(fā)射極；
[0041]第n+1可控開關(guān)Qw串聯(lián)在直流母線正極上，第n巧可控開關(guān)Q。+2串聯(lián)在直流母線 負(fù)極上。
[0042] 所述新型Buck-Boost變換器，通過設(shè)計(jì)不同的可控開關(guān)控制策略，可完成對(duì)蓄電 池組的充放電W及解決相鄰電池單體間的電壓不均衡的問題；
[0043] 例如，充電階段，第一可控開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。始終關(guān)斷，通過占空比可控 的脈沖信號(hào)（PWM信號(hào)）控制第n+1可控開關(guān)Qw、第n+2可控開關(guān)Qw2的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間； 當(dāng)?shù)趎+1可控開關(guān)化+1、第n巧可控開關(guān)Qw2導(dǎo)通時(shí)，電流由直流母線側(cè)經(jīng)第n+1可控開關(guān) Qw、第一充放電主電路電感Lwi、第一電池單體Bi至第n電池單體B。、第二充放電主電路電 感L。、第n巧可控開關(guān)Qw2形成回路，對(duì)蓄電池組充電，第一充放電主電路電感LW、第二充 放電主電路電感L。儲(chǔ)存能量，此時(shí)所述新型Buck-Boost變換器工作在降壓模式（即Buck 變換器狀態(tài)）；當(dāng)?shù)趎+1可控開關(guān)Qw、第n巧可控開關(guān)Qw2關(guān)斷時(shí)，第一充放電主電路電感 Lw、第二充放電主電路電感L。通過第一二極管D1至第n二極管D。續(xù)流，基于電感儲(chǔ)存的能 量繼續(xù)對(duì)蓄電池組充電。
[0044] 放電階段，第n+1可控開關(guān)Qw、第n巧可控開關(guān)Qw2始終關(guān)斷，應(yīng)用PWM信號(hào)為第 一可控開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。（全控器件）提供完全一樣的開通關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)?shù)谝豢煽?開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。導(dǎo)通時(shí)，第一電池單體B1至第n電池單體B。串聯(lián)的蓄電池組通 過第一充放電主電路電感Lwi、第一可控開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。、第二充放電主電路電感 L。放電，第一充放電主電路電感L。+1、第二充放電主電路電感L。儲(chǔ)存能量；當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān) Qi至第n可控開關(guān)Q。關(guān)斷時(shí)，第一充放電主電路電感L。+1、第二充放電主電路電感L。電流 經(jīng)第n+1二極管第n巧二極管DnW續(xù)流，向直流母線側(cè)放電，此時(shí)所述新型Buck-Boost 變換器工作在升壓模式（即Boost變換器狀態(tài)）。因此，所述新型Buck-Boost變換器能夠 實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電控制。 陽(yáng)045] 本發(fā)明提供的新型Buck-Boost變換器在現(xiàn)有Buck-Boost電路的基礎(chǔ)上提供了一 種電池均衡電路。該電路為主動(dòng)均衡電路，可W在任意兩節(jié)相鄰電池間轉(zhuǎn)移能量，每?jī)晒?jié)電 池之間的均衡電路由可控開關(guān)和均衡電感構(gòu)成。串聯(lián)蓄電池組充放電過程結(jié)束后，當(dāng)?shù)趉 電池單體Bk化取1到n-1)的端電壓高于第k+1電池單體Bw時(shí)，控制第k可控開關(guān)Q k使之 導(dǎo)通，第k電池單體Bk放電，第k均衡電感L k儲(chǔ)能，一段時(shí)間后控制第k可控開關(guān)Q k關(guān)斷， 第k均衡電感Lk的電流經(jīng)第k+1二極管D W續(xù)流，向第k+1電池單體B W充電；反么當(dāng)?shù)?k+1電池單體Bw的端電壓高于第k電池單體Bk時(shí)，控制第k+1可控開關(guān)QW導(dǎo)通，第k+1 電池單體Bw放電，第k均衡電感L k儲(chǔ)能，之后控制第k+1可控開關(guān)Q W斷開，第k均衡電 感Lk的電流經(jīng)第k二極管D k續(xù)流，對(duì)第k電池單體B k充電，從而完成相鄰電池單體的電壓 均衡。
[0046] 較佳的，在直流母線正極與直流母線負(fù)極之間還并聯(lián)有濾波電容（未示出），用于 過濾交流雜質(zhì)信號(hào)；第一可控開關(guān)Qi至第n可控開關(guān)Q。均為IGBT模塊。
[0047] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的新型Buck-Boost變換器，W雙向Buck-Boost 變換器和電感組合應(yīng)用，對(duì)串聯(lián)蓄電池組之間進(jìn)行均壓控制；它通過比較相鄰電池單體間 的電壓，將高電壓電池單體的能量通過變換器轉(zhuǎn)移到低電壓電池單體中去，從而達(dá)到電壓 均衡的效果；雙向Buck-Boost變換器與電感的組合構(gòu)成的新型Buck-Boost變換器，除了能 作串聯(lián)蓄電池組均衡電路外，還可作為主電路對(duì)蓄電池組進(jìn)行充放電控制。本發(fā)明提供的 新型Buck-Boost變換器，同時(shí)滿足充放電和均衡兩種要求，可大大簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，減少了 開關(guān)器件數(shù)量。
[0048] 基于Buck-Boost變換器的基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的第二方面還提出了 一種充放電電 路與均衡電路的一體化設(shè)計(jì)電路。如圖2所示，為本發(fā)明提供的蓄電池充放電電路與均衡 電路的一體化設(shè)計(jì)電路實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。 W例所述充放電電路與均衡電路的一體化設(shè)計(jì)電路，包括：驅(qū)動(dòng)模塊、控制單元（可選 為DS巧、電池端電壓采集電路，W及，如上所述的新型Buck-Boost變換器的任一實(shí)施例；可 選的，主電路由n+2個(gè)可控開關(guān)、第一充放電主電路電感Lw、第二充放電主電路電感L。W 及濾波電容（未示出）和蓄電池組構(gòu)成，可控開關(guān)可選為并有續(xù)流二極管的IGBT模塊，用 于控制充放電電路和均衡電路，電感的作用是儲(chǔ)存或釋放能量，濾波電