[发明专利]双向模块化大功率电池均衡用DC/DC变换器电路

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，更具体地说，是涉及一种双向模块化大功率电池均衡用DC/DC变换器电路。

背景技术

锂电池在使用过程中容易出现性能差异，从而影响到串联电池组整体的使用情况，严重时甚至出现电池过分充电、过分放电，电池内部严重发热等问题；而串联电池组的性能由其中性能最差的一节单体电池决定，当某一节单体电池容量缩小时会导致串联电池组的实际容量也跟着缩小，为解决上述问题，一般的做法是采用主动均衡的方式进行均衡，而现有技术中主流的主动均衡技术以充电均衡为主，即只在电池充电的时候均衡，在放电的时候不予理睬，而且均衡电流普遍不是很大，这样无法解决电池在放电时候出现的差异性带来的各种影响，不能够进一步地提高均衡效果和改善电池的不一致性，使得均衡速度和均衡工作范围受到严重限制，因此，有必要对现有的均衡技术作进一步的研究和改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中所提到的问题，提供了一种双向模块化大功率电池均衡用DC/DC变换器电路，实现了大功率双向主动均衡，对串联电池组中电量不一致的单体电池进行多取少补，在充电的过程中将过于饱和的单体电池的能量转移到整个串联电池组，在放电的过程中将串联电池组的能量转移到电量不够充分的单体电池，这样充放电情况下都能够快速地使各个单体电池保持良好的一致性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

双向模块化大功率电池均衡用DC/DC变换器电路，包括待充放电的串联电池组、MCU控制器、及DC/DC变换器，所述串联电池组由n节单体电池串联而成，分别为电池1、电池2、……、电池n，所述DC/DC变换器包括n个与所述n节单体电池一一对应的均衡单元，所述n个均衡单元均包括第一均衡电路、均衡变压器、及第二均衡电路，所述n个均衡变压器原边分别与n节单体电池并联连接，副边分别与串联电池组的正负端连接，所述第一均衡电路接收来自MCU控制器的PWMA控制信号，并接在单体电池之间的节点与均衡变压器的原边输入端之间，所述第二均衡电路接收来自MCU控制器的PWMB控制信号，并接在串联电池组的负端与均衡变压器的副边输入端之间。

进一步地，所述第一均衡电路包括电阻R1、电容C1、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R2、电阻R3、及MOS管M1，所述第二均衡电路包括电阻R4、NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、电阻R5、电阻R6、及MOS管M2。

进一步地，所述PMMA控制信号依次串联连接电阻R1、电容C1、第一功率放大驱动电路、电阻R2、及MOS管M1的栅极，所述MOS管M1的源极接在单体电池之间的节点处，漏极接在均衡变压器的原边输入端，所述电阻R3一端接在电阻R2和MOS管M1的栅极之间，另一端接在单体电池之间的节点处，所述第一功率放大驱动电路由NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2组成，所述NPN型三极管Q1的基极与所述PNP型三极管Q2的基极连接作为第一功率放大驱动电路的输入端，所述NPN型三极管Q1的发射极与所述PNP型三极管Q2的发射极连接作为第一功率放大驱动电路的输出端，所述NPN型三极管Q1的集电极与电源连接，所述PNP型三极管Q2的集电极与单体电池之间的节点连接。

进一步地，所述PMMB控制信号依次串联连接电阻R4、第二功率放大驱动电路、电阻R5、及MOS管M2的栅极，所述MOS管M2的源极接在串联电池组的负端，漏极接在均衡变压器的副边输入端，所述电阻R6一端接在电阻R5和MOS管M2的栅极之间，另一端接串联电池组的负端，所述第二功率放大驱动电路由NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4组成，所述NPN型三极管Q3的基极与所述PNP型三极管Q4的基极连接作为第二功率放大驱动电路的输入端，所述NPN型三极管Q3的发射极与所述PNP型三极管Q4的发射极连接作为第二功率放大驱动电路的输出端，所述NPN型三极管Q3的集电极与电源连接，所述PNP型三极管Q4的集电极与串联电池组的负端连接。

进一步地，所述第一功率放大驱动电路和第二功率放大驱动电路均采用隔离型推挽电路。

进一步地，所述均衡变压器的两副边输入端之间还设有续流电路，所述续流电路由电阻R7和续流二极管D1串接而成，所述续流二极管D1反接在电路中。

进一步地，所述MCU控制器内设有PWMA调制脉冲输出模块和PWMB调制脉冲输出模块。