[实用新型]一种电池组主动均衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池管理技术，特别是涉及一种电池组主动均衡电路。

背景技术

在目前的新能源汽车中，锂离子电池已逐渐占据主导地位，获得越来越广泛的应用。为了满足高压大容量的应用要求，一般将锂电池串并联使用。由于电池单体自身制作工艺等原因，不同单体之间诸如电解液密度、电极等效电阻等都存在着差异，这些差异都可能会导致在使用过程中电池单元充电与放电速率的不同。当它们串联在一起组成电池组时，就有可能在充电时有部分电池提前充满电，而放电时部分电池提前放完电的情况出现。由于锂离子电池的特性，当电压超过或低于允许范围时都会导致电池单元以及整个电池组的损坏或失效。所以，电压均衡对于保护锂电池，延长锂电池组使用寿命至关重要，均衡对于电池组的安全、高效使用具有重要的意义。

现有技术中的一种锂离子动力电池组充放电主动均衡电路，动力电池组的每个电池包设置有电压采集模块和电压均衡电路，电压采集模块实时采集各电池单体的电压发送给电池管理系统，当电池单体、电池包或动力电池组的电压超过设定的上下限时进行电压均衡；电压均衡电路包括变压器和均衡开关MOS 管，动力包中的每个电池单体、动力电池组中每个电池包以及整个动力电池组分别通过两个均衡开关MOS管连接到同芯变压器的一个绕组上，通过控制均衡开关MOS管的通断，在变压器上耦合出相应的均衡电压，实现充放电。此方案的缺点是：均衡变压器是一个多绕组的同芯变压器，绕组多，线包体积大，各绕组之间耦合效果差；要保证良好的耦合度，同芯变压器绕组不可能无限增加，电池组串联数量受限制，不能灵活增加串联电池单体的数量；均衡电流大时电路损耗较大，效率低。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种电池组主动均衡电路，旨在解决目前的主动式电压均衡方案会带来额外的损耗、线路复杂的问题。

本实用新型提供了一种电池组主动均衡电路，包括n个串联连接的电池单元、n+1个正激变压器、n个开关元件以及用作能量转移的能量储存介质，n为大于等于1的正整数；

其中，第n个开关元件串联在第n个正激变压器的原边同名端和第n+1个正激变压器的原边非同名端之间，第n个电池单元的正、负极分别接所述第n+1 个正激变压器的原边同名端和第n正激变压器的原边同名端；所有的正激变压器的副边同名端通过所述能量储存介质接地，所述正激变压器的副边非同名端接入PWM驱动信号，控制奇数编号开关元件和偶数编号开关元件交替导通，使该n个串联连接的电池单元充放电或静态电压均衡。

优选地，通过调节PWM驱动信号的电压值或占空比，给该n个电池单元进行均衡充电或均衡放电；

当Vcc＞V_{BAT_AVG}/D，所述PWM驱动信号给电池单元均衡充电；

当Vcc＜V_{BAT_AVG}/D，所述PWM驱动信号给电池单元均衡放电；

当Vcc＝V_{BAT_AVG}/D，各个电池单元电压均衡，且电压平均值＝V_{BAT_AVG}；

其中，Vcc为PWM驱动信号的高电平电压值，D为PWM驱动信号的占空比，V_{BAT_AVG}为能量储存介质的电压。

优选地，所述开关元件的导通阈值V_th满足：Vcc-V_{BAT_AVG}＞V_th。

优选地，所述开关元件为MOS管或IGBT管。

优选地，所述开关元件为N-MOS管，所述开关元件的控制极为N-MOS管的栅极，且第n个N-MOS管的源极接第n个正激变压器的原边同名端，漏极接第n+1个正激变压器的原边非同名端。

优选地，奇数编号的正激变压器的副边非同名端接入第一PWM驱动信号，偶数编号的正激变压器的副边非同名端接入第二PWM驱动信号，所述第一 PWM驱动信号和所述第二PWM驱动信号相位相差180°，且满足占空比0＜ D＜50％。

优选地，还包括n个驱动电阻，其中，第n个驱动电阻连接在第n个正激变压器的原边非同名端和第n个开关元件的控制端之间。

优选地，第1个电池单元负极接地或悬空。

优选地，所述能量储存介质为电容或电池。