[发明专利]一种能量补充型的电池均衡装置及其均衡方法

说明书

本发明公开了一种能量补充型的电池均衡装置及其均衡方法，包括充电输入端口和处理器，充电输入端口电连接有非隔离降压电路，非隔离降压电路连接有N个隔离降压电路，N个隔离降压电路分别连接有对应的N个恒流限压均衡电路，N个恒流限压均衡电路分别连接有对应的第N节电芯，N个恒流限压均衡电路均与处理器相连；通过处理器实时检测电芯电压，一旦检测到电芯最大压差超过均衡压差阈值时，启动均衡电路，直至达到均衡时间。本发明公开的一种能量补充型的电池均衡装置及其均衡方法能够提高均衡效率，减少能量损耗，进而提升充电效率，同时，增加了电流检测电路，有效保障电路安全。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种能量补充型的电池均衡装置及其均衡方法。

背景技术

一般的电池均衡分为主动均衡和被动均衡，其中，被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，但因为被消耗的能量基本转化为热能，所有这种均衡一般单位时间功率较低，且考虑到BMS板的散热和体积，单节电芯一般都不会超过0.3W，所以均衡效率也较低，能量损耗大；主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，可提高使用效率，主动均衡包括电容式均衡、电感式均衡、变压器式均衡，但均需频繁切换均衡电路，会加快电芯的衰减老化。

中国专利文献CN110165718A公开一种带主动被动均衡的免维护锂电池管理系统，包括电池、开关、均衡电阻、开关控制回路、恒流恒压源、隔离电源和内接或外接电源，结合了被动均衡和主动均衡，当电芯间存在压差为正值且大于均衡阈门电压利用电阻释放能量，当电芯间存在压差为负值且其绝对值小于均衡阈门电压时使用恒流恒压源进行升压。但仍存在上述被动均衡的均衡效率低、能量损耗大的问题。

专利文献WO2018086459A1公开了串联电池组均衡充放电方法和电路、直流电隔离降压电路，实质上是进化版的电容式主动均衡，均衡吸收电能阶段来源于外部电源，但这种均衡方法需要不断吸收电能，再释放电能，所以需要频繁切换开关，且要求部分开关是同步打开的，这大大增大了系统的复杂性和控制的复杂性，且这种均衡方法非恒流恒压方式，会导致在释放电能的瞬间出现冲击电流，加快电芯的衰减老化。

同时，现有技术的均衡方法只能做到同一时间均衡一节电芯，效率低；并且现有技术的均衡装置中都没有电路和策略检测故障，无法保障电路安全。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明公开一种能量补充型的电池均衡装置及其均衡方法，提高均衡效率，减少能量损耗，进而提升充电效率，同时增加电路和策略检测故障。本发明所采用的技术方案是：

一种能量补充型的电池均衡装置，包括充电输入端口和处理器，充电输入端口电连接有非隔离降压电路，非隔离降压电路连接有电流检测电路，电流检测电路连接有N个隔离降压电路，N个隔离降压电路分别连接有对应的N个恒流限压均衡电路，N个恒流限压均衡电路分别连接有对应的第N节电芯，N个恒流限压均衡电路均与处理器相连；其中N为不小于2的自然数；

所述充电输入端口用于给电池均衡装置供电；

所述非隔离降压电路用于降低系统电源电压；

所述电流检测电路用于检测隔离降压电路N的总功率、自检电路是否故障、检测电路是否误打开，以及均衡控制；

所述隔离降压电路用于将系统功率地与恒流能量补充的地隔离开、以及将每一级恒流能量补充的地隔离开，其目的是确保能量补充能只充到容量比较低的电芯，同时保证系统的整体电压维持不变；

所述恒流限压均衡电路用于保证充电电流恒定；

所述处理器用于实时检测电芯电压，并控制均衡过程。

进一步地，所述非隔离降压电路与处理器之间连接有稳压电路，所述电流检测电路与稳压电路电连接。