一种电池均衡电路及其控制方法、不间断电源供电系统与流程

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种电池均衡电路及其控制方法、不间断电源供电系统。

背景技术：

不间断电源(uninterruptiblepowersystem，ups)系统包括电池组。该电池组能够在市电正常供应时进行充电。当市电中断时，电池组进行放电以接替市电持续向负载供应电力。上述电池组包括多节电池。受到电池实际生产工艺的影响，电池之间会存在差异，从而在上述充放电过程中，部分电池存在充电或放电不充分的现象，对电池组性能造成影响。

技术实现要素：

本申请提供一种电池均衡电路，用于解决电池组中多节电池之间存在差异，导致出现部分电池充电或放电不充分的问题。另外，本申请还提供了一种采用该电池均衡电路的电源供电系统，以及用于对该电池均衡电路进行控制的控制方法。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种电池均衡电路。该电池均衡电路包括储能器件和多个均衡子电路。每个均衡子电路包括单体电池、第一双向开关、第二双向开关。在每个均衡子电路中，第一双向开关的第一端与单体电池的正极耦接，第一双向开关的第二端与上述储能器件的第一端耦接。在第一双向开关的选通端接收到导通信号时，第一双向开关导通且用于将单体电池的正极与储能器件的第一端耦接。第二双向开关的第一端与单体电池的负极耦接，第二双向开关的第二端与上述储能器件的第二端耦接。在第二双向开关的选通端接收到导通信号时，第二双向开关导通且用于将单体电池的负极与储能器件的第二端耦接。此外，位于多个所述均衡子电路中的单体电池是依次串联的。

这样一来，不同均衡子电路中的各个第一双向开关的第二端均与同一个储能器件的第一端耦接，各个第二双向开关的第二端均与同一个储能器件的第二端耦接，使得多个均衡子电路耦接同一个储能器件。在此情况下，通过获取上述电池均衡电路中，多个单体电池各自的电压值，可以从多个单体电池中选出具有最大电压值的强电池和最具最小电压值的弱电池。其中，通过控制强电池所耦接的第一双向开关、第二双线个开关导通，可以使得强电池能够与储能器件耦接，从而使得强电池上多余的电量可以传输至储能器件，对该储能器件进行充电。当储能器件上的电压值与强电池的电压值相同时，控制强电池所耦接的第一双向开关、第二双线个开关断开，储能器件停止充电。接下来，通过控制弱电池所耦接的第一双向开关、第二双线个开关导通，可以将储能器件上存储的电量传输至弱电池，对该多电池进行充电。在使得弱电池的电压与储能器件的电压相同时，控制弱强电池所耦接的第一双向开关、第二双线个开关断开，储能器件停止放电。接下来，可以继续判断上述多个单体电池各自的电压是否均衡，如果不均衡继续重复上述步骤，直至各个单体电池各自的电压达到均衡位置。由上述可知，一方面，强电池上多余的电压最后会通过储能器件转移至弱电池上，从而使得各强电池和弱电池最终的电压达到均衡。因此本申请实施例提供的电池均衡电路，在电压均衡的过程中，相对于被动型均衡方式中采用电阻消耗电池上多余电量的方案而言，能够减小能量损耗。另一方面，本申请实施例提供的电池均衡电路中，每个单体电池只需要通过一个第一双向开关、一个第二双线开关与储能元件相连接即可。因此相对于主动型均衡方式中每个电池需要连接双向隔离dc/dc的方案而言，电路更加简单，且有利于降低成本。又一方面，本申请实施例提供的电池均衡电路在电压均衡的过程中，强电池中的电能能够点对点的转移至弱电池中。强电池分别为电池组的多个单体电池中电压值最大的单体电池，弱电池为电池组的多个单体电池中电压值最小的单体电池。因此强电池、弱电池之间可能还串联有多个其他的单体电池。因此相对于电压均衡只能在相邻两个电池之间传递的方案而言，本申请提供的方案电能可以实现跨电池传递，从而提高了电压均衡的效率。

可选的，第一双向开关包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管。其中，第一开关管的第一极与单体电池的正极耦接。第一开关管的第二极与第二开关管的第二极耦接。第一开关管的栅极与第二开关管的栅极耦接，并作为第一双向开关的选通端。第二开关管的第一极与储能器件的第一端耦接。第一二极管的正极与第一开关管的第二极耦接，第一二极管的负极与第一开关管的第一极耦接。第二二极管的正极与第二开关管的第二极耦接，第二二极管的负极与第二开关管的第一极耦接。在此情况下，当单体电池需要向储能器件充电时，可以控制第一开关管和第二开关管导通。此时，第一开关管第一极的电压值大于第二极的电压值，充电电流通过第一开关管。而第二开关管第二极的电压值大于第一极的电压值，充电电流无法直接通过第二开关管进行传输。但是由于第二二极管具有单向导通的特性，所以上述充电电流可以通过第二二极管传输至储能器件。反之，当储能器件需要向单体电池进行充电时，可以控制第一开关管和第二开关管导通。此时，第二开关管第一极的电压值大于第二极的电压值，充电电流通过第二开关管。而第一开关管第二极的电压值大于第一极的电压值，充电电流无法直接通过第一开关管进行传输。但是由于第一二极管具有单向导通的特性，所以上述充电电流可以通过第一二极管传输至单体电池。此外，当第一开关管的栅极与第二开关管的栅极接收到截止信号时，第一开关管、第二开关管均截止，此时第一双向开关断开。这样一来，可以使得第一双向开关在正向工作，或者反向工作时均具有导通和断开的状态。上述是对第一双向开关结构的一种举例说明，本申请对第一双向开关的结构不做限定，只要能够使得第一双向开关在正向工作，或者反向工作时均具有导通和断开的状态即可。

可选的，第二双向开关包括第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管。第三开关管的第一极与单体电池的负极耦接。第三开关管的第二极与第四开关管的第二极耦接。第三开关管的栅极与第四开关管的栅极耦接，并作为第二双向开关的选通端。第四开关管的第一极与储能器件的第二端耦接。第三二极管的负极与第三开关管的第一极耦接，第三二极管的正极与第三二极管的第二极耦接。第四二极管的负极与第四开关管的第一极耦接，第四二极管的正极与第四开关管的第二极耦接。第二双向开关的工作原理以及技术效果与第一双向开关同理可得，此处不再赘述。上述是对第二双向开关结构的一种举例说明，本申请对第二双向开关的结构不做限定，只要能够使得第二双向开关在正向工作，或者反向工作时均具有导通和断开的状态即可。

可选的，在本申请的一些实施例中，储能器件包括至少一个电容。当储能器件包括多个电容时。上述多个电容可以并联，此时可以使得储能器件具有较大的电容值。或者，上述多个电容还可以串联，此时可以使得储能器件具有较大的耐压值。又或者，上述多个多个电容中的一部分串联，另一部并联。或者，在本申请的另一些实施例中，至少一个电感。当储能器件包括多个电感时，上述多个电感可以并联，此时可以使得储能器件具有较小的阻抗，减小发热。或者，上述多个电感还可以串联，此时可以使得储能器件具有较大的电感量。又或者，上述多个电感中的一部分可以串联，另一部分并联。

可选的，电池均衡电路还包括电压采集子电路、电压比对子电路以及选通控制子电路。其中，电压采集子电路用于耦接每个单体电池的正极和负极，以采集每一单体电池的电压值，以及用于耦接储能器件的第一端和第二端，以采集所述储能器件的电压值。电压比对子电路用于从多个单体电池中获取具有最大电压值的强电池和具有最小电压值的弱电池，并对比强电池与储能器件的电压值、弱电池与储能器件的电压值。选通控制子电路与每个第一双向开关、第二双向开关的选通端以及电压比对子电路耦接。选通控制子电路用于向与强电池耦接的第一双向开关以及第二双向开关各自的选通端输入选通信号，在强电池的电压值与储能器件的电压值相同时，向与弱电池耦接的第一双向开关以及第二双向开关各自的选通端输入选通信号。从而可以在上述电压采集子电路、电压比对子电路以及选通控制子电路的作用下，达到控制弱电池、强电池所耦接的第一双向开关以及第二双向开关的导通和断开的目的，最终实现多个单体电池的电压平衡。

本申请实施例的第二方面，提供一种不间断电源供电系统。该不间断电源供电系统包括电源输入端、电源输出端，以及位于电源输入端和电源输出端之间的充电器、如上所述的任意一种电池均衡电路。充电器与电池均衡电路相耦接，并用于向电池均衡电路充电。上述不间断电源供电系统与上述实施例提供的电池均衡电路具有相同的技术效果，此处不再赘述。

本申请实施例的第三方面，提供一种上所述的任意一种的电池均衡电路的控制方法。该控制方法包括：首先，采集每个单体电池的电压值。接下来，从多个单体电池中获取具有最大电压值的强电池和具有最小电压值的弱电池。接下来，向与强电池耦接的第一双向开关、第二双向开关各自的选通端输入选通信号，强电池向储能器件进行充电。接来下，采集储能器件的电压值，并当强电池的电压值与储能器件的电压值相同时，向与弱电池耦接的第一双向开关和第二双向开关各自的选通端输入选通信号，储能器件向弱电池充电。该电池均衡电路的控制方法与前述实施例提供的电池均衡电路具有相同的技术效果，此处不再赘述。

可选的，在向与强电池耦接的第一双向开关、第二双向开关的选通端输入选通信号之后，向与弱电池耦接的第一双向开关、第二双向开关的选通端输入选通信号之前，上述控制方法还包括设置一个第一死区时间，并在第一死区时间内，向所有第一双向开关和所有第二双向开关各自的选通端输入截止信号，储能器件处于静态储能状态。其中，第一死区时间大于或等于第一双向开关和第二双向开关的关断时长。这样一来，可以通过设置上述第一死区时间将储能器件处于相邻的充电状态和放电状态隔离开。避免与强电池耦接的第一双向开关和第二双向开关以及与与弱电池耦接的第一双向开关和第二双向开关存在同时导通的现象。

可选的，储能器件向弱电池充电之后，方法还包括：当弱电池的电压值与储能器件的电压值相同时，设置一个第二死区时间，并在第二死区时间内，向所有第一双向开关和所有第二双向开关各自的选通端输入截止信号，储能器件处于静态储能状态。接下来，重复采集每个单体电池的电压值的步骤，及其之后的步骤，直至多个单体电池的电压值相同。设置上述第二死区时间的技术效果同上所述，此处不再赘述。此外，当多个单体电池中存在电压具有差异的弱电池和强电池时，可以重复上述步骤对多个单体电池进行电压均衡，直至所有单体电池的电压达到平衡。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的一种不间断电源供电系统的结构示意图；

图2为图1中电池均衡电路的一种结构示意图；

图3a为对图2中多个单体电池的电压进行电压均衡的示意图；

图3b为图3a中强电池向弱电池进行电量转移的示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种电压均衡的时序控制图；

图5为图1中电池均衡电路的另一种结构示意图；

图6为本申请的实施例提供的一种电池均衡电路的控制方法流程图；

图7为图1中电池均衡电路的另一种结构示意图；

图8为图7中强电池和弱电池的电压均衡示意图；

图9为图1中电池均衡电路的另一种结构示意图。

附图标记：

01-不间断电源供电系统；100-充电器；10-电池均衡电路；20-均衡子电路；200-电池组；201-单体电池；211-第一双向开关；212-第二双向开关；30-储能器件；40-处理器；401-电压采集子电路；402-电压比对子电路；403-选通控制子电路。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请涉及的技术方案进行描述，显然，所描述的技术方案仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请文件中，“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”仅用于相互区分，而不能理解为是对它们后面所跟随的名词的修改。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“耦接”应做广义理解，例如，“耦接”可以是直接耦接，也可以通过中间媒介间接耦接。

本申请实施例提供一种不间断电源供电系统，如图1所示，该不间断电源供电系统01包括电源输入端i、电源输出端o，以及位于电源输入端i和电源输出端o之间的交流(alternatingcurrent，ac)/直流(directcurren，dc)转换器、充电器100、电池均衡电路10、dc/ac转换器。

其中，在从电源输入端i输入市电时，市电会通过ac/dc转换成直流电，再通过dc/ac转换器转换成交流电由电源输出端o供电至负载。

此外，上述电池均衡电路10如图2所示，包括多个均衡子电路20。每个均衡子电路包括一个单体电池201。多个均衡子电路20的各个单体电池201依次串联形成电池组200。

需要说明的是，多个均衡子电路20中的单体电池201依次串联是指，多个单体电池201逐个顺次排列，且相邻的两个单体电池201中的前一个单体电池201的负极(“-”表示)与后一个单体电池201的正极(“﹢”表示)耦接。

示例的，在本申请的一些实施例中，上述单体电池201可以为铁锂电池(lifepo4，lpf)。或者，在本申请的另一些实施例中，上述单体电池201可以为阀控铅酸电池(valveregulatedleadacid，vrla)。

在此情况下，图1所示的充电器100与图2所示的电池均衡电路10中的电池组200耦接，从而将从电源输入端i输入的市电经过ac/dc转换器转换成直流电后，在充电器100的作用下，存储至电池组200内。

基于此，当市电中断时，电源输入端i无法输入市电。此时，上述电池组200可以将存储的电能经过dc/ac转换器转换成交流电，再由电源输出端o供电至负载。从而接替市电持续向负载供应电力，达到向负载进行不间断供电的目的。

此外，如图2所示，上述电池均衡电路10还包括储能器件30。该储能器件30用于存储或者释放电量。并且，均衡子电路20还包括第一双向开关211和第二双向开关212。

第一双向开关211的第一端与单体电池201的正极(“﹢”表示)耦接，第一双向开关211的第二端与储能器件30的第一端a1耦接。在该第一双向开关211的选通端(图2中未示出，应当知道的是，第一双向开关211的选通端不同于第一双向开关211的第一端和第一双向开关211的第二端)接收到导通信号时，该第一双向开关211导通且用于将单体电池201的正极与储能器件30的第一端a1耦接。

第二双向开关212的第一端与单体电池201的负极(“﹣”表示)耦接，第二双向开关212的第二端与储能器件30的第二端a2耦接。在该第二双向开关212的选通端(图2中未示出，应当知道的是，第二双向开关212的选通端不同于第二双向开关212的第一端和第二双向开关212的第二端)接收到导通信号时，该第二双向开关212导通且用于将单体电池201的负极与储能器件30的第二端a2耦接。

在此情况下，当与一单体电池201耦接的第一双向开关211、第二双向开关212的选通端接收到导通信号时，单体电池201与储能器件30之间可以进行电能的相互传输。当上述第一双向开关211、第二双向开关212的选通端接收到截止信号时，单体电池201与储能器件30之间断开。

示例的，以电池组200包括如图3a所示的依次串联的单体电池201a、单体电池201b、单体电池201c以及单体电池201d为例。其中，上述四个单体电池中，单体电池201a的电压值最大，单体电池201c的电压值最小。

需要说明的是，本申请实施例中，单体电池的电压值为该单体电池正极电压和负极电压的电压差。

在此情况下，在如图4所示的t1时刻，图3a中与单体电池201a耦接的第一双向开关211a的选通端、第二双向开关212a的选通端接收到导通信号，该第一双向开关211a、第二双向开关212a可以相当于导线。此时，作为强电池的单体电池201a，沿图3a所示的箭头方向可以向储能器件30释放电能，以对储能器件30进行充电。该单体电池201a处于放电状态，储能器件30处于充电状态。

需要说明的是，在t1时刻，为了将作为强电池的单体电池201a与其他单体电池，例如单体电池201b、单体电池201c以及单体电池201d隔离。在该t1时刻，只有第一双向开关211a、第二双向开关212a同时导通，其他的双向开关，例如第一双向开关211b、第二双向开关212b、第一双向开关211c、第二双向开关212c、第一双向开关211d、第二双向开关212d均断开。从而在单体电池201a放电的过程中，可以避免其他单体电池出现短路的现象。

在如图4所示的t2时刻，图3a中与单体电池201c耦接的第一双向开关211c的选通端、第二双向开关212c的选通端接收到导通信号，该第一双向开关211c、第二双向开关212c可以相当于导线。此时，储能器件30沿图3a所示的箭头方向，可以将存储的电能向作为弱电池的单体电池201c进行释放，以对该单体电池201c进行充电。该单体电池201c处于充电状态，储能器件30处于放电状态。

需要说明的是，在t2时刻，为了将作为弱电池的单体电池201c与其他单体电池，例如单体电池201a、单体电池201b以及单体电池201d隔离。在该t2时刻，只有第一双向开关211c、第二双向开关212c同时导通，其他的双向开关，例如第一双向开关211a、第二双向开关212a、第一双向开关211b、第二双向开关212b、第一双向开关211d、第二双向开关212d均断开。从而在单体电池201c充电的过程中，可以避免其他单体电池出现短路的现象。

此外，对于电压值位于上述强电池和弱电池之间的单体电池201b和单体电池201d而言，由上述可知，在上述t1、t2时刻，与图3a中的单体电池201b耦接的第一双向开关211b的选通端、第二双向开关212b的选通端接收到截止信号，单体电池201b与储能器件30之间处于断开的状态，因此该单体电池201b处于非充电和非放电的状态。

同理，由上述可知在上述t1、t2时刻，图3a中的单体电池201d耦接的第一双向开关211d的选通端、第二双向开关212d的选通端接收到截止信号，单体电池201d与储能器件30之间处于断开的状态，因此该单体电池201d处于非充电和非放电的状态。

这样一来，如图3b所示，作为强电池的单体电池201a中多余的电量，通过储能器件30转移至作为弱电池的单体电池201c中，从而使得单体电池201a和单体电池201c的电压值达到平衡。

接下来，可以继续对上述四个单体电池的电压值进行比对，找出强电池和弱电池，接下来在图4所示的t3时刻，使得强电池处于放电状态，储能器件30处于充电状态。在图4所示的t4时刻，使得弱电池处于充电状态，储能器件处于放电状态。循环执行上述步骤直至四个电池的电压值大小相同或近似相同，从而使得电池组200中的各个单体电池201的电压值达到平衡。

以下结合不同的示例对上述储能器件30的结构，以及第一双向开关211、第二双向开关212的设置方式进行举例说明。

示例一

本示例中，储能器件30包括至少一个电容cst。图5是以储能器件30包括一个电容cst为例进行的说明。此外，如图5所示，与单体电池201a耦接的第一双向开关211a包括第一开关管m1、第二开关管m2、第一二极管d1、第二二极管d2，其中，第一开关管m1和第二开关管m2反向设置。与单体电池201a耦接的第二双向开关212a包括第三开关管m3、第四开关管m4、第三二极管d3、第四二极管d4，其中，第三开关管m3和第四开关管m4反向设置。

需要说明的是，上述开关管可以为绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)，或者，金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，mosfet)。以下为了方便说明，是以开关管为mosfet为例进行的说明。在本申请的一些实施例中，该mosfet可以为n型mosfet。在此情况下，开关管的第一极称为漏极(drain，d)，第二极称为源极(source，s)。或者，在本申请的另一些实施例中，该mosfet可以为p型mosfet。在此情况下，开关管的第一极称为源极s，第二极称为漏极d。以下为了方便说明，均是以各个开关管为n型mosfet为例进行的说明。

值得注意的是，在本示例一中，仅以与单体电池201a耦接的第一双向开关211a和第二双向开关212a为例，对该第一双向开关211a和第二双向开关212a中开关管和二极管的连接方式进行说明。应当知道的是，与其他每一单体电池耦接的第一双向开关均可以参照本示例一中对第一双向开关211a的描述或限定，与其他每一单体电池耦接的第二双向开关均可以参照本示例一中对第二双向开关212a的描述或限定。

如图5所示，第一开关管m1的第一极，例如漏极d与单体电池201a的正极(采用“﹢”表示)耦接。此外，由于第一开关管m1与第二开关管m2反向设置，第一开关管m1的第二极，例如源极s与第二开关管的第二极，例如源极s耦接。第二开关管m2的第一极，例如漏极d与储能器件30的第一端，例如电容cst的上极板耦接。

此外，第一开关管m1的栅极g与第二开关管m2的栅极g耦接，并作为第一双向开关211的选通端。在此情况下，当第一开关管m1的栅极g与第二开关管m2的栅极g接收到导通信号，例如高电平时，第一开关管m1、第二开关管m2均导通，此时第一双向开关211a导通。

基于此，第一二极管d1的正极(采用“﹢”表示)与第一开关管m1的第二极，例如源极s耦接，第一二极管d1的负极(采用“-”表示)与第一开关管m1的第一极，例如漏极d耦接。第二二极管d2的正极(采用“﹢”表示)与第二开关管m2的第二极，例如源极s耦接，第二二极管d2的负极(采用“-”表示)与第二开关管m2的第一极，例如漏极d耦接。

在此情况下，当单体电池201a需要向电容cst充电时，可以控制第一开关管m1和第二开关管m2导通。此时，第一开关管m1漏极d的电压值大于源极s的电压值，充电电流通过第一开关管m1。而第二开关管m2源极s的电压值大于漏极d的电压值，充电电流无法直接通过第二开关管m2进行传输。但是由于第二二极管d2具有单向导通的特性，所以上述充电电流可以通过第二二极管d2传输至电容cst。

反之，当电容cst需要向单体电池201a进行充电时，可以控制第一开关管m1和第二开关管m2导通。此时，第二开关管m2漏极d的电压值大于源极s的电压值，充电电流通过第二开关管m2。而第一开关管m1源极s的电压值大于漏极d的电压值，充电电流无法直接通过第一开关管m1进行传输。但是由于第一二极管d1具有单向导通的特性，所以上述充电电流可以通过第一二极管d1传输至单体电池201a。

此外，当第一开关管m1的栅极g与第二开关管m2的栅极g接收到截止信号，例如低电平时，第一开关管m1、第二开关管m2均截止，此时第一双向开关211a断开。这样一来，可以使得第一双向开关211a在正向工作(例如向电容cst充电)，或者反向工作(例如电容cst向单体电池放电)时均具有导通和断开的状态。

此外，第二双向开关212a中，第三开关管m3的第一极，例如漏极d与单体电池201a的负极(采用“﹣”表示)耦接。此外，由于第三开关管m3与第四开关管m4反向设置，所以第三开关管m3的第二极，例如源极s与第四开关管m4的第二极，例如源极s耦接。第四开关管m4的第一极，例如漏极d与储能器件30的第二端，例如电容cst的下极板耦接。

此外，第三开关管m3的栅极g与第四开关管m4的栅极g耦接，并作为第二双向开关212a的选通端。在此情况下，当第三开关管m3的栅极g与第四开关管m4的栅极g接收到导通信号，例如高电平时，第三开关管m3、第四开关管m4均导通，此时第二双向开关212a导通。

基于此，第三二极管d3负极(采用“﹣”表示)与第三开关管m3的第一极，例如漏极d耦接，第三二极管d3的正极(采用“﹢”表示)与第三二极管m3的第二极，例如源极s耦接。第四二极管d4的负极(采用“﹣”表示)与第四开关管m4的第一极，例如漏极d耦接，第四二极管m4的正极(采用“﹢”表示)与第四开关管m4的第二极，例如源极s耦接。

在此情况下，同理可得，当单体电池201a需要向电容cst充电时，可以控制第三开关管m3和第四开关管m4导通，并利用第四二极管d4的单向导通特性，可以实现对电容cst的充电。当电容cst需要向单体电池201a进行充电时，可以控制第三开关管m3和第四开关管m4导通，并利用第三二极管d3的单向导通特性，可以实现cst的放电。

此外，当第三开关管m3的栅极g与第四开关管m4的栅极g接收到截止信号，例如低电平时，第三开关管m3、第四开关管m4均截止，此时第二双向开关212a断开。这样一来，可以使得第二双向开关212a在正向工作(例如向电容cst充电)，或者反向工作(例如电容cst向单体电池放电)时均具有导通和断开的状态。

以下对图5所示的电池均衡电路10的控制方法进行详细的说明。其中，图5是以电池均衡电路10包括8个单体电池(例如，单体电池201a、单体电池201b、单体电池201c、单体电池201d、单体电池201e、单体电池201f、单体电池201g、单体电池201h)为例进行的说明。该电池均衡电路10的控制方法如图6所示，包括s101～s107。

s101、采集每个单体电池(例如单体电池201a、单体电池201b……单体电池201h)的电压值。

为了实现该步骤，在本申请的一些实施例中，上述电池均衡电路10还包括如图7所示的处理器40。该处理器40可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，也可以是特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，或者是一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digitalsignalprocessor，dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)。

上述处理器40包括电压采集子电路401。如图7所示，该电压采集子电路401用于耦接每个单体电池，例如单体电池201a、单体电池201b……单体电池201h的正极和负极。从而使得该电压采集子电路401可以根据每个单体电池正极电压和负极电压之间的电压差，可以采集每个单体电池的电压值。

此外，上述电压采集子电路401还用于耦接与储能器件30的第一端和第二端(例如电容cst的上)。从而使得该电压采集子电路401还可以根据储能器件30的第一端电压和第二端电压之间的电压差，采集该储能器件30的电压值。

s102、从多个单体电池(例如单体电池201a、单体电池201b……单体电池201h)中获取具有最大电压值的强电池和具有最小电压值的弱电池。

为了实现该步骤，在申请的一些实施例中，上述处理器40如图7所示，还包括电压比对子电路402。该电压比对子电路402与电压采集子电路401相耦接。

电压比对子电路402可以接收电压采集子电路401采集到的多个单体电池中每个单体电池(例如单体电池201a、单体电池201b……单体电池201h)的电压值。然后，通过对上述各个单体电池的电压值进行比对，从而可以从这多个单体电池中找到具有最大电压值的强电池，例如单体电池201a，以及具有最小电压值的弱电池，例如单体电池201h。

在本申请的一些实施例中，电压比对子电路402可以对这多个单体电池，例如单体电池201a、单体电池201b……和单体电池201h，的电压值采用由小到大的方式进行排序，或者由大到小的方式进行排序，达到获取弱电池和强电池的目的。上述仅仅是对获取弱电池和强电池方法的举例说明，其余方法在此不再一一赘述。

s103、在如图4所示的t1时刻，向与强电池(例如单体电池201a)耦接的第一双向开关211a和第二双向开关212a的选通端输入选通信号，则强电池(例如单体电池201a)按照如图8中箭头所示方向，向电容cst进行充电。

为了执行该步骤，上述处理器40如图7所示，还包括选通控制子电路403。该选通控制子电路403与每个第一双向开关的选通端、每个第二双向开关的选通端、以及电压比对子电路402耦接。

上述选通控制子电路403可以根据电压比对子电路402判断出的强电池，向与强电池(例如单体电池201a)耦接的第一双向开关211a以及第二双向开关211b各自的选通端输入选通信号。从而使得强电池(单体电池201a)与电容cst耦接，以将强电池(单体电池201a)多余的电量传输至电容cst。

此时，选通控制子电路403向与其他单体电池(例如单体电池201b……和单体电池201h)所耦接的第一双向开关的选通端，以及所耦接的第二双向开关的选通端输入截止信号。使得其他单体电池(例如单体电池201b……和单体电池201h)与电容cst断开。

此外，上述电压比对子电路402还可以对比强电池(例如单体电池201a)与储能器件30(例如电容cst)的电压值。在此情况下，上述选通控制子电路403还能够根据电压比对子电路402的比对结果，在强电池(例如单体电池201a)的电压值与储能器件30(如图7所示的电容cst)的电压值相同时，向与强电池(例如单体电池201a)所耦接的第一双向开关211a和第二双向开关211b各自的选通端输入截止信号，使得在图4所示的t1时刻结束时，强电池(例如单体电池201a)与储能器件30(如图7所示的电容cst)之间的耦合断开。

s104、在图4中t1时刻与t2时刻之间的第一死区时间p1内，向所有第一双向开关的选通端和第二双向开关的选通端输入截止信号，或者是，向与每一单体电池耦接的第一双向开关和第二双向开关各自的选通端输入截止信号，使得每个单体电池均能够与储能器件30(例如电容cst)断开。该储能器件30处于静态储能状态。

其中，第一死区时间p1大于或等于第一双向开关和第二双向开关的关断时长。这样一来，可以通过设置上述第一死区时间p1，将储能器件30(例如电容cst)处于充电状态的t1时刻，与储能器件30(例如电容cst)处于放电状态的t2时刻隔离开。避免与强电池相耦接的第一双向开关和第二双向开关以及与弱电池相耦接的第一双向开关和第二双向开关存在同时导通的现象，具体的，例如与单体电池201a所耦接的第一双向开关211a和第二双向开关212a以及与单体电池201h所耦接的第一双向开关211g和第二双向开关212g存在同时导通的现象。

为了执行该步骤，在第一死区时间p1内，图7所示的选通控制子电路403可以向与每个单体电池耦接的第一双向开关以及第二双向开关各自的选通端输入截止信号，从而断开每个第一双向开关以及断开每个第二双向开关，使得储能器件30处于静态储能状态。

s105、在图4所示的t2时刻，向与弱电池耦接的第一双向开关和第二双向开关各自的选通端(例如与单体电池201h耦接的第一双向开关211g和第二双向开关212g各自的选通端)输入选通信号。此时，如图8中箭头所示方向，电容cst向弱电池(例如单体电池201h)放电。

为了执行该步骤，在上述t2时刻，上述选通控制子电路403可以根据电压比对子电路402判断出的弱电池为哪个单体电池，例如判断出的弱电池为单体电池201h，则向与单体电池201h耦接的第一双向开关211g和第二双向开关211g各自的选通端输入选通信号。从而使得电容cst与单体电池201h耦接，以将该电容cst多余的电量传输至单体电池201h。

此时，选通控制子电路403向与其他每一单体电池耦接的第一双向开关和第二双向开关各自的选通端输入截止信号，使得其他每一单体电池均与储能器件30(例如电容cst)断开。

此外，上述电压比对子电路402还可以比对弱电池(例如单体电池201h)与储能器件30(例如电容cst)的电压。在此情况下，上述选通控制子电路403还还能够根据电压比对子电路402的比对结果，在弱电池(例如单体电池201h)的电压值与电容cst的电压值相同时，向与单体电池201h所耦接的第一双向开关211g和第二双向开关211g各自的选通端输入截止信号，使得在图4所示的t2时刻结束时，单体电池201h与电容cst之间的耦合断开。

s106、在图4中t2时刻与t3时刻之间的第二死区时间p2内，向所有第一双向开关的选通端以及所有第二双向开关的选通端输入截止信号，或者是，向与每一单体电池耦接的第一双向开关和第二双向开关各自的选通端输入截止信号，使得每个单体电池均能够与储能器件30(例如电容cst)断开。该储能器件30处于静态储能状态。

其中，第二死区时间p2大于或等于第一双向开关和第二双向开关的关断时长。这样一来，可以通过设置上述第二死区时间p2，将电容cst处于放电状态的t2时刻，与电容cst处于充电状态的t3时刻隔离开。

s107、重复执行s101～s106直至单体电池201a、单体电池201b……和单体电池201h的电压值相同。

如图4所示，电容cst在任意相邻的充电时刻和放电时刻之间，均具有一个具有隔离作用的死区时间，例如第一死区时间p1或第二死区时间p2。由上述可知，第一死区时间p1位于电容cst的充电时刻(例如t1)和放电时刻(例如t2)之间。第二死区时间p2位于电容的放电时刻(例如t2)和充电时刻(例如t3)之间。

综上所述，由于每一均衡子电路20中的第一双向开关211的第二端均与储能器件30的第一端a1耦接，第二双向开关212的第二端均与储能器件30的第二端a2耦接，使得多个均衡子电路20耦接同一个储能器件30。在此情况下，通过获取上述电池均衡电路10中，多个单体电池201各自的电压值，可以从多个单体电池201中选出具有最大电压值的强电池和具有最小电压值的弱电池。其中，通过控制与强电池所耦接的第一双向开关211以及第二双线个开关212导通，可以使得强电池能够与储能器件30耦接，从而使得强电池上多余的电量可以传输至储能器件30，对该储能器件30进行充电。当储能器件30上的电压值与强电池的电压值相同时，控制强电池所耦接的第一双向开关211以及第二双线个开关212断开，储能器件30停止充电。

接下来，在经过一死区时间后，通过控制与弱电池所耦接的第一双向开关211以及第二双线个开关212导通，可以将储能器件30上存储的电量传输至弱电池，对该弱电池进行充电。在使得弱电池的电压值与储能器件30的电压值相同时，控制弱强电池所耦接的第一双向开关211以及第二双线个开关212断开，储能器件30停止放电。

接下来，可以继续判断上述多个单体电池201各自的电压值是否均衡，如果不均衡继续重复上述步骤，直至各个单体单体电池201各自的电压值达到均衡位置。

由上述可知，一方面，强电池上多余的电压最后会通过储能器件30转移至弱电池上，从而使得各强电池和弱电池最终的电压值达到均衡。因此本申请实施例提供的电池均衡电路10，在电压均衡的过程中，相对于被动型均衡方式中采用电阻消耗电池上多余电量的方案而言，能够减小能量损耗。

另一方面，本申请实施例提供的电池均衡电路10中，每个单体电池201只需要通过一个第一双向开关211以及一个第二双线开关212与储能元件30相连接即可。因此相对于主动型均衡方式中每个电池需要连接双向隔离dc/dc的方案而言，电路更加简单，且有利于降低成本。

又一方面，本申请实施例提供的电池均衡电路10在电压均衡的过程中，强电池中的电能能够点对点的转移至弱电池中。强电池为电池组200的多个单体电池201中电压值最大的单体电池，弱电池为电池组200的多个单体电池201中电压值最小的单体电池。因此强电池和弱电池之间可能还串联有多个其他的单体电池201。因此相对于电压均衡只能在相邻两个电池之间传递的方案而言，本申请提供的方案电能可以实现跨电池传递，从而提高了电压均衡的效率。

需要说明的是，图5是以储能器件30为一个电容cst为例进行的说明。在本示例的另一些实施例中，上述储能器件30还可以包括多个电容cst。上述多个电容cst可以并联，此时可以使得储能器件30具有较大的电容值。或者，上述多个电容cst还可以串联，此时可以使得储能器件30具有较大的耐压值。又或者，上述多个多个电容cst中的一部分串联，另一部并联。

示例二

本示例中，储能器件30包括至少一个电感。图9是以储能器件30包括一个电感为例进行的说明。

此外，与示例一相同如图9所示，与单体电池201a耦接的第一双向开关211a包括第一开关管m1、第二开关管m2、第一二极管d1和第二二极管d2，其中，第一开关管m1和第二开关管m2反向设置。与单体电池201a耦接的第二双向开关212a包括第三开关管m3、第四开关管m4、第三二极管d3和第四二极管d4，其中第三开关管m3和第四开关管m4反向设置。

需要说明的是，上述开关管以及二极管的连接方式以及工作原理与前述示例一相同，此处不再赘述。另外，与图9所示方案中其他每一单体电池耦接的第一双向开关均可以参见本示例中对第一双向开关211a的描述和限定，与图9所示方案中其他每一单体电池耦接的第二双向开关均可以参见本示例中对第二双向开关212a的描述和限定，为了节约篇幅，针对与其他每一单体电池耦接的第一双向开关或第二双向开关，本示例不再展开描述。还需要关注的是，如图9所示的电池均衡电路10的控制方法与如图5所示的电池均衡电路10的控制方法相同，且这两个控制方法对应的控制效果也是相同的，因此，本示例不再对图9所示的电池均衡电路10的控制方法展开描述。

图9是以储能器件30为一个电感l为例进行的说明。在本示例的另一些实施例中，上述储能器件30还可以包括多个电感l。上述多个电感l可以并联，此时可以使得储能器件30具有较小的阻抗，减小发热。或者，上述多个电感l还可以串联，此时可以使得储能器件30具有较大的电感量。又或者，上述多个电感l中的一部分可以串联，另一部分并联。

本申请实施例提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器。上述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现如上所述的方法。

此外，本申请实施例提供一种计算机可读介质，其存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时实现如如上所述的方法。

存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机执行指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如ssd)等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。