一种锂电池级联电容穿梭均衡电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种锂电池级联电容穿梭均衡电路，包括充电主电路正负极之间串联的若干个一级动力电池分组，相邻的两个所述一级动力电池分组之间设置有一个共用的一级穿梭均衡电容，每个所述一级穿梭均衡电容的两个端各设置有一个双向切换开关，所述双向切换开关可以选择接通位于所述一级动力电池分组的正极或负极；每个所述一级动力电池分组包括若干个相互串联的二级动力电池分组，以此类推，每个N?1级动力电池分组包括若干个相互串联的N级动力电池分组，每个所述N级动力电池分组包括若干个相互串联的锂电池单体。本实用新型通过双向切换开关的反复切换，使相邻两动力电池分组或锂电池单体容量一致，最后使所有锂电池单体的容量一致。
【专利说明】
一种锂电池级联电容穿梭均衡电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及新能源动力锂电池技术领域，特别是一种锂电池级联电容穿梭均衡电路。【背景技术】
[0002]锂离子动力蓄电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，因此在便携式电子设备、电动汽车等新能源储能方面显示出优越的前景。为了使串联电池组能够达到最大的容量利用率，同时尽量减少电池过压损坏的可能性，延长电池组的使用寿命，我们必须对串联电池组中的电池单元进行容量均衡。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种锂电池级联电容穿梭均衡电路。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种锂电池级联电容穿梭均衡电路，包括设置于充电主电路正负极之间的若干个一级动力电池分组，若干个所述一级动力电池分组相互串联，相邻的两个所述一级动力电池分组之间设置有一个共用的一级穿梭均衡电容，每个所述一级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第一正极双向切换开关，所述第一正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的所述一级动力电池分组的正极或负极，每个所述一级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第一负极双向切换开关，所述第一负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的所述一级动力电池分组的正极或负极；
[0006]每个所述一级动力电池分组包括若干个相互串联的二级动力电池分组，相邻的两个所述二级动力电池分组之间设置有一个共用的二级穿梭均衡电容，每个所述二级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第二正极双向切换开关，所述第二正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的所述二级动力电池分组的正极或负极，每个所述二级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第二负极双向切换开关，所述第二负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的所述二级动力电池分组的正极或负极；
[0007]以此类推，每个N-1级动力电池分组包括若干个相互串联的N级动力电池分组，相邻的两个所述N级动力电池分组之间设置有一个共用的N级穿梭均衡电容，每个所述N级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第N正极双向切换开关，所述第N正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的所述N级动力电池分组的正极或负极，每个所述N级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第N负极双向切换开关，所述第N负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的所述N级动力电池分组的正极或负极；
[0008]每个所述N级动力电池分组包括若干个相互串联的锂电池单体，相邻的两个所述锂电池单体之间设置有一个共用的末级穿梭均衡电容，每个所述末级穿梭均衡电容的正极端设置有一个末级正极双向切换开关，所述末级正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的所述锂电池单体的正极或负极，每个所述末级穿梭均衡电容的负极端设置有一个末级负极双向切换开关，所述末级负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的所述锂电池单体的正极或负极。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，包括四个所述一级动力电池分组，每个所述一级动力电池分组包括四个相互串联的所述二级动力电池分组，以此类推，每个所述N-1级动力电池分组包括四个相互串联的所述N级动力电池分组，每个所述N级动力电池分组包括四个相互串联的所述锂电池单体。
[0010]与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是:
[0011]本实用新型所提供的一种锂电池级联电容穿梭均衡电路，通过双向切换开关的反复切换，使相邻两动力电池分组或锂电池单体容量一致，最后使所有锂电池单体的容量一致，且上述级联电容穿梭均衡电路的均衡速度快，耗费的时间较短。【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0013]图1是本实用新型所述的一种锂电池级联电容穿梭均衡电路的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型所述的N级动力电池分组的结构示意图。【具体实施方式】
[0015]参照图1至图2,图1至图2是本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
[0016]如图1至图2所示，一种锂电池级联电容穿梭均衡电路，包括设置于充电主电路U正负极之间的四个一级动力电池分组G1-1、G1-2、G1_3和G1-4,四个一级动力电池分组G1-1、 Gl-2、Gl-3和G1-4相互串联，相邻的两个一级动力电池分组之间设置有一个共用的一级穿梭均衡电容Cl-l、Cl-2或C1-3,每个一级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第一正极双向切换开关Sl-l、Sl-2或S1-3,第一正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的一级动力电池分组的正极或负极，每个一级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第一负极双向切换开关Sl-2、Sl-3或S1-4,第一负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的一级动力电池分组的正极或负极；以一级穿梭均衡电容C1-1为例，一级穿梭均衡电容C1-1的正极端设置有一个第一正极双向切换开关S1-1，第一正极双向切换开关S1-1可以选择接通位于电流上游方向的一级动力电池分组G1 -1的正极或负极，一级穿梭均衡电容C1 -1的负极端设置有一个第一负极双向切换开关S1-2,第一负极双向切换开关S1-2可以选择接通位于电流下游方向的一级动力电池分组G1-2的正极或负极;而一级穿梭均衡电容C1-2的第一正极双向切换开关和一级穿梭均衡电容C1-1的第一负极双向切换开关为共用的一个双向切换开关即S1-2,同理一级穿梭均衡电容C1-3的第一正极双向切换开关和一级穿梭均衡电容 C1-2的第一负极双向切换开关共用S1-3;[〇〇17]每个一级动力电池分组包括四个相互串联的二级动力电池分组，相邻的两个二级动力电池分组之间设置有一个共用的二级穿梭均衡电容，每个二级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第二正极双向切换开关，第二正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的二级动力电池分组的正极或负极，每个二级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第二负极双向切换开关，第二负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的二级动力电池分组的正极或负极；
[0018]以此类推，每个N-1级动力电池分组包括四个相互串联的N级动力电池分组，相邻的两个N级动力电池分组之间设置有一个共用的N级穿梭均衡电容，每个N级穿梭均衡电容的正极端设置有一个第N正极双向切换开关，第N正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的N级动力电池分组的正极或负极，每个N级穿梭均衡电容的负极端设置有一个第 N负极双向切换开关，第N负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的N级动力电池分组的正极或负极；[〇〇19] 每个N级动力电池分组包括四个相互串联的锂电池单体G0-l、G0-2、G0-3和G0-4， 相邻的两个锂电池单体之间设置有一个共用的末级穿梭均衡电容C0-l、C0-2或C0-3,每个末级穿梭均衡电容的正极端设置有一个末级正极双向切换开关S0-US0-2或S0-3,末级正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游方向的锂电池单体的正极或负极，每个末级穿梭均衡电容的负极端设置有一个末级负极双向切换开关S0-2、S0-3或S0-4，末级负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的锂电池单体的正极或负极。
[0020]当双向切换开关S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四个相互串联的锂电池单体G0-1、 G0-2、G0-3和G0-4的正极时，末级穿梭均衡电容C0-UC0-2或C0-3电压分别与锂电池单体 G0-l、G0-2、G0-3相等；当双向切换开关S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四个相互串联的锂电池单体G0-l、G0-2、G0-3和G0-4的负极时，末级穿梭均衡电容C0-l、C0-2或C0-3电压分别与锂电池单体G0-2、G0-3、G0-4相等;末级穿梭均衡电容C0-UC0-2或C0-3电压的变化会产生电能的吸收或释放，从而使锂电池单体GO-1、G0-2、G0-3和G0-4的容量趋于一致;然后类似的原理，使四个相互串联的N级动力电池分组的容量趋于一致，直至四个一级动力电池分组 Gl-1、G1-2、G1_3和G1-4的容量趋于一致。
[0021]以上对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，当然，本实用新型还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种锂电池级联电容穿梭均衡电路，其特征在于:包括设置于充电主电路正负极之 间的若干个一级动力电池分组，若干个所述一级动力电池分组相互串联，相邻的两个所述 一级动力电池分组之间设置有一个共用的一级穿梭均衡电容，每个所述一级穿梭均衡电容 的正极端设置有一个第一正极双向切换开关，所述第一正极双向切换开关可以选择接通位 于电流上游方向的所述一级动力电池分组的正极或负极，每个所述一级穿梭均衡电容的负 极端设置有一个第一负极双向切换开关，所述第一负极双向切换开关可以选择接通位于电 流下游方向的所述一级动力电池分组的正极或负极；每个所述一级动力电池分组包括若干个相互串联的二级动力电池分组，相邻的两个所 述二级动力电池分组之间设置有一个共用的二级穿梭均衡电容，每个所述二级穿梭均衡电 容的正极端设置有一个第二正极双向切换开关，所述第二正极双向切换开关可以选择接通 位于电流上游方向的所述二级动力电池分组的正极或负极，每个所述二级穿梭均衡电容的 负极端设置有一个第二负极双向切换开关，所述第二负极双向切换开关可以选择接通位于 电流下游方向的所述二级动力电池分组的正极或负极；以此类推，每个N-1级动力电池分组包括若干个相互串联的N级动力电池分组，相邻的 两个所述N级动力电池分组之间设置有一个共用的N级穿梭均衡电容，每个所述N级穿梭均 衡电容的正极端设置有一个第N正极双向切换开关，所述第N正极双向切换开关可以选择接 通位于电流上游方向的所述N级动力电池分组的正极或负极，每个所述N级穿梭均衡电容的 负极端设置有一个第N负极双向切换开关，所述第N负极双向切换开关可以选择接通位于电 流下游方向的所述N级动力电池分组的正极或负极；每个所述N级动力电池分组包括若干个相互串联的锂电池单体，相邻的两个所述锂电 池单体之间设置有一个共用的末级穿梭均衡电容，每个所述末级穿梭均衡电容的正极端设 置有一个末级正极双向切换开关，所述末级正极双向切换开关可以选择接通位于电流上游 方向的所述锂电池单体的正极或负极，每个所述末级穿梭均衡电容的负极端设置有一个末 级负极双向切换开关，所述末级负极双向切换开关可以选择接通位于电流下游方向的所述 锂电池单体的正极或负极。2.根据权利要求1所述的一种锂电池级联电容穿梭均衡电路，其特征在于:四个所述一 级动力电池分组，每个所述一级动力电池分组包括四个相互串联的所述二级动力电池分 组，以此类推，每个所述N-1级动力电池分组包括四个相互串联的所述N级动力电池分组，每 个所述N级动力电池分组包括四个相互串联的所述锂电池单体。
【文档编号】H02J7/00GK205693407SQ201620628382
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月23日 公开号201620628382.7, CN 201620628382, CN 205693407 U, CN 205693407U, CN-U-205693407, CN201620628382, CN201620628382.7, CN205693407 U, CN205693407U
【发明人】陶以彬, 柯勇, 张春玲
【申请人】芜湖格利特新能源科技有限公司