一種電池組均衡電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池組均衡電路，尤其涉及應(yīng)用于汽車動力電池系統(tǒng)的電池組均衡電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用新能源汽車、儲能系統(tǒng)的動力電池組都是由多個(gè)單體電池串并聯(lián)組成的，每個(gè)單體電池由于容量和內(nèi)阻的不均衡，以及使用環(huán)境的不一致，如溫度、濕度等，這樣會使得部分單體電池放電過快造成深度放電，而部分電池的容量沒有得到充分的使用，充電時(shí)就會有部分電池過充、部分電池充不滿，連續(xù)的充放電循環(huán)導(dǎo)致單體電池的不一致性進(jìn)行惡性循環(huán)，嚴(yán)重縮短電池組的使用壽命。
[0003]為了解決上述問題，通常的解決的方法是增加電池均衡電路，目前主要采用的方法有:
[0004]一種是使用三單體之間直接進(jìn)行能量雙向傳遞的均衡電路或者多個(gè)平衡式均衡電路。該電路的不足之處是:只能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)單體間的直接雙向能量傳遞，對于多個(gè)單體間的能量傳遞要借助于中間單體，均衡電路需要采用級聯(lián)的形式，無法實(shí)現(xiàn)直接雙向能量的傳遞，或者是平衡效果差，均衡時(shí)間過長。
[0005]另一種是采用DC-DC電路實(shí)現(xiàn)相鄰兩單體之間的均衡，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰單體兩兩之間的直接均衡，但需要借助于中間單體才能實(shí)現(xiàn)不相鄰單體間的均衡，也無法實(shí)現(xiàn)不相鄰單體之間的直接雙向能量傳遞，電路上每一個(gè)單體電池都需要對應(yīng)一個(gè)變壓器，電路復(fù)雜，控制方案復(fù)雜，電路體積大，成本高，實(shí)現(xiàn)比較困難。
[0006]還有直接外接直流電源給低的電池充電的方法，此方法不能對電壓高的單體電池做均衡，能量高的電池依然存在過充現(xiàn)象，并且外接的直流電源在安裝布置上不方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種電池組均衡電路，包括由總數(shù)為η的單體電池Β1~Βη串聯(lián)組成的電池組，還包括變壓器Τ、開關(guān)SWl、開關(guān)SW2，開關(guān)管Sbl~Sbn+1和開關(guān)管Sbl’ ~Sbn+1 ’ ；變壓器T是反激式變壓器，電池組總正極通過開關(guān)SWl連接到變壓器原邊異名端，電池組總負(fù)極通過開關(guān)SW2連接到變壓器原邊同名端；單體電池Bl~Bn的正極分別通過開關(guān)管Sbl~Sbn與變壓器副邊同名端連接，同時(shí)單體電池Bl~Bn的正極分別通過開關(guān)管Sb/ ~Sbn’與變壓器副邊異名端連接；單體電池Bl~Bn的負(fù)極分別通過開關(guān)管Sb2~sbn+1與變壓器副邊同名端連接，同時(shí)單體電池Bl~Bn的負(fù)極分別通過開關(guān)管Sb2’ ~Sbn+1 ’與變壓器副邊異名端連接。
[0008]在電池組均衡電路電路中還包括開關(guān)管S1-Sn、電阻R廣Rn;開關(guān)管S 別與電阻R^Rn串聯(lián)，并分別跨接在單體電池Bl~Bn的正負(fù)極之間，構(gòu)成單體電池的放電回路。開關(guān)管Sbl~Sbn+1、開關(guān)管Sbl’ ~Sbn+1’、開關(guān)管SfSn可選可用帶二極管保護(hù)的MOS管。
[0009]電路中還包括二極管D，二極管D的負(fù)極連接電池組總正極，正極接地，用于保護(hù)開關(guān)SWl。
[0010]本實(shí)用新型可能實(shí)現(xiàn)任意能量高的電池向能量低的電池進(jìn)行轉(zhuǎn)移充電，并能夠根據(jù)當(dāng)前不同電池能量情況切換成由單體電池之間、電池組與單體電池之間的均衡方式，均衡方法多樣，同時(shí)針對那些能量次高或者不高但是也達(dá)到需要均衡閥值的單體電池可進(jìn)行提前放電，縮短均衡時(shí)間，不必等能量較高、能量較低的均衡完再開始均衡，且電路只用到了一個(gè)變壓器，電路成本較低、可實(shí)現(xiàn)性較高。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型所述電池組均衡電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)介紹。
[0013]如圖1所示，所述電池組均衡電路包括由單體電池Bl~Bn串聯(lián)組成的電池組，電池組通過開關(guān)SW1、開關(guān)SW2與變壓器T的原邊形成回路，單體電池通過開關(guān)管Sbl~Sbn+1和開關(guān)管sbl’ ~Sbn+1 ’與變壓器T的副邊連接，電阻R^RjP開關(guān)管S !-Sn與單體電池并聯(lián)形成放電回路。
[0014]當(dāng)電池組中有出現(xiàn)某個(gè)電池較高，某個(gè)電池較低時(shí)，可以使能量較高的電池給能量較低的電池進(jìn)行充電。如當(dāng)電池組中單體電池BI能量過高，B2電池能量過低，此時(shí)控制控制開關(guān)管Sbl與Sb2’閉合，BI對變壓器副變進(jìn)行充電，電池BI能量存儲到變壓器中，然后斷開開關(guān)管Sbl、Sb2’，控制開關(guān)管Sb3、Sb2’閉合，此時(shí)存儲在變壓器副邊的能量對電池B2進(jìn)行充電，同理能量高的電池可向任意能量較低的電池進(jìn)行同樣的方法充電。
[0015]當(dāng)電池組中某個(gè)電池能量較低時(shí)，也可通過電池組的能量轉(zhuǎn)移到該單體電池中。如電池組中電池BI能量較低，此時(shí)先控制母線開關(guān)SW1、SW2閉合，此時(shí)電池組對變壓器原邊進(jìn)行充電，電池組能量存儲到原邊中。再控制開關(guān)SW1、SW2斷開，控制開關(guān)Sbl、Sb2’閉合，儲存的能量又通過變壓器的副邊對電池BI進(jìn)行充電。
[0016]當(dāng)電池組中某個(gè)電池能量較高，其他電池未達(dá)到需要補(bǔ)電的閥值時(shí)，也可以通過變壓器把能量較高的電池回充給電池組。比如當(dāng)電池BI能量較高，控制開關(guān)Sbl與Sb2’閉合，電池BI對變壓器副邊進(jìn)行充電，能量儲存到變壓器中，再控制Sbl與Sb2 ’斷開，控制母線開關(guān)SW1、SW2閉合，此時(shí)能量經(jīng)變壓器原邊對電池組進(jìn)行充電。
[0017]當(dāng)有能量較高的電池在向能量較低的電池進(jìn)行均衡補(bǔ)電時(shí)，在其他能量次高的電池與其電阻R^Rn、開關(guān)S^Sn的回路上，閉合相應(yīng)的開關(guān)S n此時(shí)對電池能量次高的電池進(jìn)行放電，縮短均衡時(shí)間。比如當(dāng)電池BI能量處于次高狀態(tài)，電池BI不參與能量的轉(zhuǎn)移，此時(shí)控制開關(guān)S1閉合，電池BI經(jīng)過電阻R 1進(jìn)行放電，可縮短均衡時(shí)間，增加均衡效果。
[0018]以上為本實(shí)用新型的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池組均衡電路，包括由總數(shù)為η的單體電池B1-Bn串聯(lián)組成的電池組，其特征在于:還包括變壓器Τ、開關(guān)SW1、開關(guān)SW2，開關(guān)管Sbl~Sbn+1和開關(guān)管Sbl’~Sbn+1’;所述變壓器T是反激式變壓器；電池組總正極通過開關(guān)SWl連接到變壓器T原邊異名端，電池組總負(fù)極通過開關(guān)SW2連接到變壓器T原邊同名端；單體電池Bl~Bn的正極分別通過開關(guān)管Sbl~Sbn與變壓器T副邊同名端連接，同時(shí)單體電池Bl~Bn的正極分別通過開關(guān)管Sbl’ ~Sbn’與變壓器T副邊異名端連接；單體電池Bl~Bn的負(fù)極分別通過開關(guān)管Sb2~Sbn+1與變壓器T副邊同名端連接，同時(shí)單體電池Bl~Bn的負(fù)極分別通過開關(guān)管Sb2’ ~Sbn+1 ’與變壓器T副邊異名端連接。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述電池組均衡電路，其特征在于:還包括開關(guān)管Si~Sn、電阻R^Rn;所述開關(guān)管S^Sn分別與電阻R i~Rn串聯(lián)，并分別跨接在單體電池Bl~Bn的正負(fù)極之間，構(gòu)成單體電池的放電回路。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述電池組均衡電路，其特征在于:所述開關(guān)管Sbl~Sbn+1、開關(guān)管Sbl ’ ~Sbn+1’、開關(guān)管SfSn選用帶二極管保護(hù)的MOS管。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述電池組均衡電路，其特征在于:還包括二極管D;所述二極管D的負(fù)極連接電池組總正極，正極接地，用于保護(hù)開關(guān)SW1。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種電池組均衡電路，包括由總數(shù)為n的單體電池B1~Bn串聯(lián)組成的電池組，還包括變壓器T、開關(guān)SW1、開關(guān)SW2，開關(guān)管Sb1~Sbn+1和開關(guān)管Sb1’~Sbn+1’。通過對各個(gè)開關(guān)及開關(guān)管的控制，可以實(shí)現(xiàn)任意能量高的電池向能量低的電池進(jìn)行轉(zhuǎn)移充電，并能夠根據(jù)當(dāng)前不同電池能量情況切換成由單體電池之間、電池組與單體電池之間的均衡方式，均衡方法多樣，同時(shí)針對那些能量次高或者不高但是也達(dá)到需要均衡閥值的單體電池可進(jìn)行提前放電，縮短均衡時(shí)間，不必等能量較高、能量較低的均衡完再開始均衡，且電路只用到了一個(gè)變壓器，電路成本較低、可實(shí)現(xiàn)性較高。
【IPC分類】H02J7-00, H01M10-42
【公開號】CN204290409
【申請?zhí)枴緾N201420795185
【發(fā)明人】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 余祖俊, 文燦飛
【申請人】惠州市億能電子有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日