[发明专利]平衡多个电池单元的平衡电路及其保护方法、电池包

说明书

本发明公开了用于平衡多个电池单元的平衡电路、电池包和平衡电路的保护方法。所述平衡电路包括：多个开关电路，分别与多个电池单元连接，如果所述多个开关电路其中一个开关电路导通，则使旁路电流从对应电池单元的正端流出，其中，所述多个开关电路中每个开关电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关包括第一二极管，所述第二开关包括第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管反向连接，并且其中，如果所述其中一个开关电路的所述第二开关断开，则切断所述旁路电流；以及与所述多个开关电路连接的控制电路，用于通过控制所述多个开关电路来平衡所述多个电池单元。该平衡电路具有自我保护功能，免受因电池单元接反了或者连接不良带来的损坏。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种平衡多个电池单元的平衡电路、包括所述平衡电路的电池包以及平衡电路的保护方法。

背景技术

图1A所示为现有技术中用于平衡电池包100中多个电池单元110(以下称为：电池组110)的平衡电路112。平衡电路112包括限流电阻器R0、R1、R2、R3和R4，开关S1、S2、S3和S4，以及控制器102。控制器102监控电池组110的单元电压并基于监控所得信息平衡电池组110。举例说明，在充电过程期间，如果电池组110的电池单元Cell_M(M＝1、2、3或4)具有大于平衡阈值的电池电压，则控制器102导通相应的开关S_M(M＝1、2、3或4)，使得充电电流的一部分电流I_PT绕过电池单元Cell_M被分流掉。因此，电池单元Cell_M的电压增加速度低于其他电池单元的电压增加速度。再举例说明，如果电池单元Cell_N(N＝1、2、3或4)的电压大于其他电池单元电压一定量，并且该量超过一电压参考，则控制器102导通相应的开关S_N(N＝1、2、3或4)，使得充电电流的一部分电流I_PT绕过电池单元Cell_N被分流掉。因此，电池组110中电池单元电压之间的差异减小，从而达到相互平衡。

然而，现有技术中的平衡电路112具有一些缺点。举例说明，如果电池组110其中一个电池单元Cell_X(X＝1、2、3或4)与其他电池单元反向连接，则开关S_X(X＝1、2、3或4)的体二极管被导通，从而产生漏电流I_RV对电池单元Cell_X放电。漏电流I_RV流过体二极管可能会产生大量的热量，从而损坏平衡电路112和/或损坏包括平衡电路112的整个集成电路(IC)封装。再举例说明，如果电池组110中的某电池单元(例如：Cell₄)与平衡电路112接触不良或者断开了，那么开关S₄的体二极管导通，这导致漏电流从电池单元Cell₁、Cell₂和Cell₃，流过开关S₄的体二极管，然后对连接至电池包100的正端PACK+的滤波电容器C_C充电。这种漏电流相对较大并且可能损坏开关S₄。

更具体地说，图1B所示为现有技术中电池包100的电池平衡电路112的示意图，其中电池单元Cell₂与其他电池单元反向连接。如图1B所示，反向连接的电池单元Cell₂在开关S₂的体二极管上施加一个正向偏置电压，因此开关S₂的体二极管导通从而对电池单元Cell₂放电。电池单元Cell₂的漏电流I_RV不仅可能使电池单元Cell₂过度地放电，而且可能导致大量热量损坏整个IC封装。