[发明专利]一种主动均衡电路及方法

说明书

本发明公开了一种主动均衡电路及方法，包括：控制电路，根据某单体电池电压与其他电池电压的差值，通过控制三极管的导通与关断，以控制与其相连接的功率变换电路的启停；功率变换电路，采集电池电压的电压值，当电池电压小于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒流源模式为电池充电；当电池电压大于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒压源模式为电池充电。本发明有益效果：采用电压源和电流源切换的控制策略，保证功率变换电路安全可靠运行。将充电控制电路和功率变换电路有效结合，替换掉现在广泛使用的充电芯片和隔离变换的方案，提高系统效率，降低系统成本。

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车和微电网储能系统领域，特别涉及一种锂电池管理系统，旨在提出一种低成本高效率的主动均衡电路及方法。

背景技术

为弥补某些电池老化所带来的电压、容量差异，可采用被动均衡或主动均衡方式解决差异问题。被动均衡技术通过在各单体电池两端并联放电电阻，充电过程中当单体电池压差超过一定阀值时，启动放电开关，多余的电池能量以热量的方式耗散。目前市场中主流的主动均衡电路多采用电压隔离变换和充电芯片相结合的方式，电压隔离变换电路实现电气隔离并将外部高电压转换为充电芯片所能接收的电压范围，充电芯片作为电流源结合系统充电电流需求完成充电过程。

采用上述现有方案能够完成电池的主动均衡功能，但是由于采用电压隔离变换电路和充电芯片两部分相结合的方案，充电芯片成本高，并且，实际运行时，电压隔离变换电路和充电芯片采用级联的模式，导致主动均衡电路的均衡效率降低并增加电路成本。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种主动均衡电路及方法，采用电压源和电流源切换的控制策略，保证功率变换电路安全可靠运行；将充电控制电路和功率变换电路有效结合，替换掉现在广泛使用的充电芯片和隔离变换的方案，提高系统效率，降低系统成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在一个或多个实施方式中公开的一种主动均衡电路，包括：

控制电路，根据某单体电池电压与其他电池电压的差值，通过控制三极管的导通与关断，以控制与其相连接的功率变换电路的启停；

功率变换电路，采集电池电压的电压值，当电池电压小于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒流源模式为电池充电；当电池电压大于设定值时，通过调节PWM信号占空比，控制功率变换电路以恒压源模式为电池充电。

进一步地，所述控制电路包括单片机、三极管Q1和三极管Q3；所述单片机与三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极与三极管Q3的基极连接。

进一步地，当检测到某节单体电池电压低于其他电池的电压超过设定阀值时，单片机输出高电平控制三极管Q1导通，三极管Q3的基极变为低电平，三极管Q3导通，控制电路开启，为功率变换电路供电，实现电池充电；

当检测到被充电电池电压与其他电池电压的压差低于设定阀值时，单片机输出低电平控制三极管Q1关断，三极管Q3的基极变为高电平，三极管Q3关断，控制电路关闭。

进一步地，所述功率变换电路包括：隔离变压器、控制器和运算放大器U2A和运算放大器U2B；

运算放大器U2A的正极输入端输入电池电压信号，运算放大器U2B的正极输入端输入充电电流信号转换的电压信号；

所述运算放大器U2A和运算放大器U2B的输出端分别通过光耦U24连接至控制器；所述控制器与MOS管Q2连接后，连接至隔离变压器的原边，所述隔离变压器的副边连接充电电池。