[发明专利]群组式开关均衡电路

说明书

一种群组式开关均衡电路，包括由多个传递均衡单元组成的组串，每个传递均衡单元包括蓄电池BA、开关K、开关S、开关N、开关P，开关S依次串联并且串联后两端为整个组串的输出正端及充电正端B+、输出负端及充电负端B‑，各开关N、开关P串联在一起且串联后两端分别引出下一组级联端口负端DN‑和正端DN+、上一组级联端口负端UP‑和正端UP+，输出负端及充电负端B‑、下一组级联端口负端DN‑和下一组级联端口正端DN+位于同一侧。各组的开关的控制信号可以稳态信号做直连，也可以调脉宽信号控制，通过给不同开关所需的占空比调制信号，就可以达到不同的跨接/并联/均衡的不同电流分配，以此完成最优跨接/并联/均衡，从而达到高效快速大电流传递均衡能量。

技术领域

本发明涉及一种蓄电池均衡电路，尤其涉及一种群组式开关均衡电路。

背景技术

现有的蓄电池保护均衡电路，由并联在蓄电池两端的开关控制电阻或小开关式电源(升压变压器或电感)组成，无论是升压传递还是开关控制电阻及电容阵列传递，均衡传递的能量很小，电流级别只有百毫安到安培级别，作为充电时均衡还算勉强可用，放电时实时动态均衡能效甚微；可是，在几十安培甚至几百安培高速充放电时，即便严格分容组串的蓄电池组，串联的各个单体电池难免性能存在差异，随着使用时日的积累性能也会随之劣化，这些都会使容差等参数变得不一致，导致储存的能量不能全部释放，更严重的是，当一个或者几个单元容量偏低严重或者内阻急剧增大，串联组只能按最小容量单元释放能量，容量大的单元不能完全放尽，大电流充电时，早一些时间充足的蓄电池由于充电电流大于均衡电流，过充会影响性能和寿命，甚至严重发热导致火灾。所以，一套既可以实时动态有选择接入脱离某节蓄电池能否参与工作，又可以做到几十A甚至更大电流级别的实时动态均衡的，并且还可以相互自由传递能量的充放电方案极其重要。

发明内容

本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种群组式开关均衡电路，本发明不需要升压电路，也不需要电容阵列，即可将容量较大的蓄电池的能量通过开关切换并传递给容量较小的蓄电池，即只是通过把相邻的一节或者几节蓄电池通过开关直接并联甚至可以在相隔的蓄电池进行跨越式均衡，以此实现高效快速大电流均衡能量。

本发明的技术解决方案是：一种群组式开关均衡电路，包括由多个传递均衡单元组成的组串，每个传递均衡单元包括蓄电池BA、与蓄电池BA串联的开关K、并联在串接的蓄电池BA和开关K两端的开关S，各传递均衡单元中的开关S依次串联并且串联后两端为整个组串的输出正端及充电正端B+、输出负端及充电负端B-，该群组式开关均衡电路还包括与传递均衡单元数量相同并且一一对应的开关N，各开关N串联在一起且串联后两端引出下一组级联端口负端DN-和上一组级联端口负端UP-，该群组式开关均衡电路还包括与传递均衡单元数量相同并且一一对应的开关P，各开关P串联在一起且串联后两端引出下一组级联端口正端DN+和上一组级联端口正端UP+，输出负端及充电负端B-、下一组级联端口负端DN-和下一组级联端口正端DN+位于同一侧，所述开关N的上端连接在对应单元的蓄电池BA的负极，所述开关P的下端连接在对应单元蓄电池BA的正极。

进一步地，所述开关S、K、P、N均采用MOS管，且通过控制单元控制通断。

进一步地，所述开关S、P、N采用单MOS管，所述开关K采用双MOS管。

本发明的有益效果是：

各组对应的开关P和N，为跨越式传递均衡的通道选择开关，开关P负责与上一组中的电池正极连接，开关N负责与下一组中的电池正负极连接，依此类推，就可以连续串接若干组的级联；各组对应的开关S和K，为跨越式传递均衡的电池选择脱离开关，每组的开关S和K可以都关断，而开通只能一个开通，开关K为电池脱离开关，开关S为脱离组与的上下组的连接开关。各组的开关的控制信号可以稳态信号做直连，也可以调脉宽信号控制，通过给不同开关所需的占空比调制信号，就可以达到不同的跨接/并联/均衡的不同电流分配，以此完成最优跨接/并联/均衡，从而达到高效快速大电流传递均衡能量。

附图说明