[发明专利]一种变压器电阻分组电池均衡电路方案

说明书

本发明公开了一种变压器电阻分组电池均衡电路方案，首先利用变压器均衡完成每个电池单元与整个模组之间的电量转移主动均衡，然后再利用均衡电阻完成每个单元内2个电池单体之间电压相对较高单体的被动耗能均衡。本发明所述的一种变压器电阻分组电池均衡电路方案，把串联单体电池进行分组，每2个单体电池为一个单元，这2个电池单体共用一个固定均衡电阻，每个电池单体用MOS管开关分别控制各自均衡电路的通断，每2个电池单体组成的单元中每次均衡其中的一个单体，均衡电路中的固定电阻数量减半，电路的复杂程度得到了简化，同时也节约成本，大大降低了对整个串联模组的变压器设计复杂程度，带来更好的使用前景。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种变压器电阻分组电池均衡电路方案。

背景技术

变压器电阻分组电池均衡电路方案是一种进行电池管理方法，电池组中单体电池在制造和使用过程中必然存在电压、容量、内阻等不一致，并且是一个不断累积的过程，时间越长单体电池之间产生的差异越大；并且锂离子电池组还会受到使用环境的影响，在使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大，从而导致某些单体电池性能加速衰减，针对电池不一致性造成的一系列问题，采用均衡管理能有效改善这些问题，均衡管理是指通过旁路电阻直接消耗产生热量或利用储能元件转移单体电池间相差的电量等方式，使电池间的容量达到近似一致水平，良好的均衡管理可以提高电池组的转化效率，延长电池组的使用寿命，改善电池组的可用容量，在一定程度上可避免电池组处于不安全状态，目前电池均衡方法主要分为被动均衡和主动均衡两大类，其中被动均衡分为电阻法和稳压管法两种，主动均衡主要包含电容法、电感法和变压法三大类，随着科技的不断发展，人们对于变压器电阻分组电池均衡电路方案的制造工艺要求也越来越高。

现有的变压器电阻分组电池均衡电路方案在使用时存在一定的弊端，首先，变压器均衡电路，可以同时实现多个电池单体的均衡，使所有电池单体的端电压最终接近平均电压水平，该拓扑具有操作简单，易于控制的优点，但是当电池单体数目较多时，多绕组变压器设计困难，难以保证一次侧各绕组的一致性，存在不易扩展的缺点，不利于人们的使用，还有，固定电阻被动均衡法是每节单体电池与一个固定阻值的电阻相连，通过电阻来消耗掉电量过高的电池单体的电量，从而达到与电量低的单体电压均衡的效果，该种方法的主要优势是电路结构简单，成本较低；主要缺点是均衡过程是消耗多余电量来达到均衡状态，在电路中会损耗掉很多电量，对能量的利用率很低，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种变压器电阻分组电池均衡电路方案。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种变压器电阻分组电池均衡电路方案，把串联单体电池进行分组，每2个单体电池为一个单元，这2个电池单体共用一个固定均衡电阻，每个电池单体用MOS管开关分别控制各自均衡电路的通断，每2个电池单体组成的单元中每次均衡其中的一个单体，均衡电路中的固定电阻数量减半，电路的复杂程度得到了简化，同时也节约成本，大大降低了对整个串联模组的变压器设计复杂程度，可以有效解决背景技术中的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种变压器电阻分组电池均衡电路方案，包括以下操作步骤：

S1：一个由n个单体电池串联模组中，每2个电池单体组成1个单元，共分成n/2个单元，例如电池单体B₁～B₂串联组成第1个单元和电池单体B₃～B₄串联组成第2个单元，每个单元内的2个电池单体共用一个固定阻值电阻作为均衡电阻，而每个单元与整个模组配置1个变压器均衡；

S2：其中 Q₁～Q_n为MOS管开关，R为每个电池单元内2个电池单体所共用的均衡电阻，与每个单体电池并联的电容C为高频滤波电容，用于在能量传输过程中滤除杂波，N₁为变压器均衡的原边绕组，N₂为变压器均衡的副边绕组，T为变压器均衡的磁芯；S₁～S_n/2+1为功率开关管；