[发明专利]电池管理系统和方法

权利要求书

1.一种系统，其包括：

多个单元，每一单元包括能量存储装置、支路开关和支路二极管；以及

变压器，包括原边和副边，用作均衡器，使所述能量存储装置通过充电和放电中的至少一种来达到电荷均衡；其中，

所述多个单元通过控制开关连接到所述原边，与连接在所述副边的次级电路隔离开来。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个单元的支路二极管通过所述控制开关串联在所述原边，每一所述单元的能量存储装置和支路开关互相串联，再与对应的支路二极管并联。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述支路开关用来与所述控制开关相互作用，以让所述变压器一次对所述多个单元中的一个单元的能量存储装置进行充电和放电中的至少一种。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述变压器为回扫变压器。

5.一种系统，其包括：

变压器，包括原边和副边；以及

多个支路二极管，通过控制开关串联在所述原边，与连接于所述副边的次级电路隔离开来；其中，

每一所述支路二极管并联有支路开关；且

当每一所述支路二极管进一步并联一个串联于其对应的支路开关的能量存储装置时，所述变压器可使所述分别并联于多个支路二极管的多个能量存储装置通过充电和放电中的至少一种来达到电荷均衡。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述分别并联于多个支路二极管的多个支路开关与所述控制开关相互作用，以让所述变压器一次对所述多个能量存储装置中的一个进行充电和放电中的至少一种。

7.一种系统，其包括：

多个能量存储装置，

其中，每一所述能量存储装置连接有电源转换装置，其与所述系统的输出直接作用，并对所述能量存储装置的充电或放电进行管理。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述电源转换装置整合了一个用来在电池和整个电池系统的输出之间调节双向能流的电力电子电路、和一个通过管理电池的充电或放电过程来实现电荷平衡的电池平衡电路。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述电源转换装置包括至少四个晶体管，该等晶体管选自金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管和双极结合晶体管。

10.如权利要求7所述的系统，其中所述多个能量存储装置分别并联有一个包括至少四个开关元件的开关组件，所述能量存储装置和开关组件通过变压器与一个用来将交流电转变成直流电的初级电路隔离开来。

11.如权利要求7所述的系统，其中所述多个能量存储装置分别并联有一个包括至少四个开关元件的开关组件，所述多个能量存储装置的开关组件通过桥臂中点互相串联，以提供一个高于单个所述能量存储装置的电压的交流电压。

12.一种系统，其包括：

多个电源转换装置，分别整合了：

用来在电池和整个电池系统的输出之间调节双向能流的电力电子电路；以及

通过管理电池的充电或放电过程来实现电荷平衡的电池平衡电路；

其中，

所述多个电源转换装置相连，且

当每一所述电源转换装置连接一个能量存储装置时，其可以与所述系统的输出直接作用，并对所述能量存储装置的充电或放电进行管理。

13.如权利要求1、5、7或12所述的系统，其中的有源电子元件，包括电力半导体元件、门驱动器集成电路、传感器和控制电子装置，可整合在同一个有源专用集成电路上。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述有源电子元件通过硅或硅衬底上生长氮化镓的封装技术进行整合。

15.如权利要求1、5、7或12所述的系统，其中的无源元件，包括共享同一个磁芯的两个或以上的独立电感元件和电容元件，通过电磁技术整合在一起。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述无源元件用嵌入式电介质材料整合在一起。

17.如权利要求1、5、7或12所述的系统，其中的有源电子元件，包括电力半导体元件、门驱动器集成电路、传感器和控制电子装置，可整合在同一个有源专用集成电路上；其中的无源元件，包括共享同一个磁芯的两个或以上的独立电感元件和电容元件，通过电磁技术整合在一起。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述有源电子元件通过硅或硅衬底上生长氮化镓的封装技术进行整合，所述无源元件用嵌入式电介质材料整合在一起。