一种电池组均衡电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电池组均衡电路，尤其涉及应用于汽车动力电池系统的电池组均衡电路。
【背景技术】
[0002]目前应用新能源汽车、储能系统的动力电池组都是由多个单体电池串并联组成的，每个单体电池由于容量和内阻的不均衡，以及使用环境的不一致，如温度、湿度等，这样会使得部分单体电池放电过快造成深度放电，而部分电池的容量没有得到充分的使用，充电时就会有部分电池过充、部分电池充不满，连续的充放电循环导致单体电池的不一致性进行恶性循环，严重缩短电池组的使用寿命。
[0003]为了解决上述问题，通常的解决的方法是增加电池均衡电路，目前主要采用的方法有:
[0004]一种是使用三单体之间直接进行能量双向传递的均衡电路或者多个平衡式均衡电路。该电路的不足之处是:只能够实现三个单体间的直接双向能量传递，对于多个单体间的能量传递要借助于中间单体，均衡电路需要采用级联的形式，无法实现直接双向能量的传递，或者是平衡效果差，均衡时间过长。
[0005]另一种是采用DC-DC电路实现相邻两单体之间的均衡，虽然能够实现相邻单体两两之间的直接均衡，但需要借助于中间单体才能实现不相邻单体间的均衡，也无法实现不相邻单体之间的直接双向能量传递，电路上每一个单体电池都需要对应一个变压器，电路复杂，控制方案复杂，电路体积大，成本高，实现比较困难。
[0006]还有直接外接直流电源给低的电池充电的方法，此方法不能对电压高的单体电池做均衡，能量高的电池依然存在过充现象，并且外接的直流电源在安装布置上不方便。
【实用新型内容】
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供一种电池组均衡电路，包括由总数为η的单体电池Β1~Βη串联组成的电池组，还包括变压器Τ、开关SWl、开关SW2，开关管Sbl~Sbn+1和开关管Sbl’ ~Sbn+1 ’ ；变压器T是反激式变压器，电池组总正极通过开关SWl连接到变压器原边异名端，电池组总负极通过开关SW2连接到变压器原边同名端；单体电池Bl~Bn的正极分别通过开关管Sbl~Sbn与变压器副边同名端连接，同时单体电池Bl~Bn的正极分别通过开关管Sb/ ~Sbn’与变压器副边异名端连接；单体电池Bl~Bn的负极分别通过开关管Sb2~sbn+1与变压器副边同名端连接，同时单体电池Bl~Bn的负极分别通过开关管Sb2’ ~Sbn+1 ’与变压器副边异名端连接。
[0008]在电池组均衡电路电路中还包括开关管S1-Sn、电阻R广Rn;开关管S 别与电阻R^Rn串联，并分别跨接在单体电池Bl~Bn的正负极之间，构成单体电池的放电回路。开关管Sbl~Sbn+1、开关管Sbl’ ~Sbn+1’、开关管SfSn可选可用带二极管保护的MOS管。
[0009]电路中还包括二极管D，二极管D的负极连接电池组总正极，正极接地，用于保护开关SWl。
[0010]本实用新型可能实现任意能量高的电池向能量低的电池进行转移充电，并能够根据当前不同电池能量情况切换成由单体电池之间、电池组与单体电池之间的均衡方式，均衡方法多样，同时针对那些能量次高或者不高但是也达到需要均衡阀值的单体电池可进行提前放电，缩短均衡时间，不必等能量较高、能量较低的均衡完再开始均衡，且电路只用到了一个变压器，电路成本较低、可实现性较高。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型所述电池组均衡电路的原理图。
【具体实施方式】
[0012]为方便本领域的技术人员理解，下面结合附图和实施例对本实用新型做详细介绍。
[0013]如图1所示，所述电池组均衡电路包括由单体电池Bl~Bn串联组成的电池组，电池组通过开关SW1、开关SW2与变压器T的原边形成回路，单体电池通过开关管Sbl~Sbn+1和开关管sbl’ ~Sbn+1 ’与变压器T的副边连接，电阻R^RjP开关管S !-Sn与单体电池并联形成放电回路。
[0014]当电池组中有出现某个电池较高，某个电池较低时，可以使能量较高的电池给能量较低的电池进行充电。如当电池组中单体电池BI能量过高，B2电池能量过低，此时控制控制开关管Sbl与Sb2’闭合，BI对变压器副变进行充电，电池BI能量存储到变压器中，然后断开开关管Sbl、Sb2’，控制开关管Sb3、Sb2’闭合，此时存储在变压器副边的能量对电池B2进行充电，同理能量高的电池可向任意能量较低的电池进行同样的方法充电。
[0015]当电池组中某个电池能量较低时，也可通过电池组的能量转移到该单体电池中。如电池组中电池BI能量较低，此时先控制母线开关SW1、SW2闭合，此时电池组对变压器原边进行充电，电池组能量存储到原边中。再控制开关SW1、SW2断开，控制开关Sbl、Sb2’闭合，储存的能量又通过变压器的副边对电池BI进行充电。
[0016]当电池组中某个电池能量较高，其他电池未达到需要补电的阀值时，也可以通过变压器把能量较高的电池回充给电池组。比如当电池BI能量较高，控制开关Sbl与Sb2’闭合，电池BI对变压器副边进行充电，能量储存到变压器中，再控制Sbl与Sb2 ’断开，控制母线开关SW1、SW2闭合，此时能量经变压器原边对电池组进行充电。
[0017]当有能量较高的电池在向能量较低的电池进行均衡补电时，在其他能量次高的电池与其电阻R^Rn、开关S^Sn的回路上，闭合相应的开关S n此时对电池能量次高的电池进行放电，缩短均衡时间。比如当电池BI能量处于次高状态，电池BI不参与能量的转移，此时控制开关S1闭合，电池BI经过电阻R 1进行放电，可缩短均衡时间，增加均衡效果。
[0018]以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电池组均衡电路，包括由总数为η的单体电池B1-Bn串联组成的电池组，其特征在于:还包括变压器Τ、开关SW1、开关SW2，开关管Sbl~Sbn+1和开关管Sbl’~Sbn+1’;所述变压器T是反激式变压器；电池组总正极通过开关SWl连接到变压器T原边异名端，电池组总负极通过开关SW2连接到变压器T原边同名端；单体电池Bl~Bn的正极分别通过开关管Sbl~Sbn与变压器T副边同名端连接，同时单体电池Bl~Bn的正极分别通过开关管Sbl’ ~Sbn’与变压器T副边异名端连接；单体电池Bl~Bn的负极分别通过开关管Sb2~Sbn+1与变压器T副边同名端连接，同时单体电池Bl~Bn的负极分别通过开关管Sb2’ ~Sbn+1 ’与变压器T副边异名端连接。
2.依据权利要求1所述电池组均衡电路，其特征在于:还包括开关管Si~Sn、电阻R^Rn;所述开关管S^Sn分别与电阻R i~Rn串联，并分别跨接在单体电池Bl~Bn的正负极之间，构成单体电池的放电回路。
3.依据权利要求1或2所述电池组均衡电路，其特征在于:所述开关管Sbl~Sbn+1、开关管Sbl ’ ~Sbn+1’、开关管SfSn选用带二极管保护的MOS管。
4.依据权利要求1所述电池组均衡电路，其特征在于:还包括二极管D;所述二极管D的负极连接电池组总正极，正极接地，用于保护开关SW1。
【专利摘要】本实用新型提供一种电池组均衡电路，包括由总数为n的单体电池B1~Bn串联组成的电池组，还包括变压器T、开关SW1、开关SW2，开关管Sb1~Sbn+1和开关管Sb1’~Sbn+1’。通过对各个开关及开关管的控制，可以实现任意能量高的电池向能量低的电池进行转移充电，并能够根据当前不同电池能量情况切换成由单体电池之间、电池组与单体电池之间的均衡方式，均衡方法多样，同时针对那些能量次高或者不高但是也达到需要均衡阀值的单体电池可进行提前放电，缩短均衡时间，不必等能量较高、能量较低的均衡完再开始均衡，且电路只用到了一个变压器，电路成本较低、可实现性较高。
【IPC分类】H02J7-00, H01M10-42
【公开号】CN204290409
【申请号】CN201420795185
【发明人】刘飞, 文锋, 阮旭松, 余祖俊, 文灿飞
【申请人】惠州市亿能电子有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月17日