基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells?to?cells均衡电路，包括微控制器、矩阵开关模块、均衡母线、LC谐振变换模块和滤波电容，能够实现电池组中任意节相邻的电池单体组合(cells)到任意节相邻的电池单体组合(cells)或任意电池单体(cell)的零电流开关均衡，极大提高了均衡效率；并且通过控制最优放电组合与最优充电组合的电池单体节数之差来调节均衡电流的大小，有效改善了电池单体间的不一致性；克服了传统Pack?to?Cell均衡电路均衡时充电和放电并存导致均衡效率低下的问题，同时也解决了Cell?to?Cell均衡电路均衡电流提高受限的难题。
【专利说明】基于开关矩阵和LC谐振变换的cel Is to cel Is均衡电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池因其高能量密度、低放电率和没有记忆效应，作为动力源广泛应用在 电动汽车和混合电动汽车中。然而，在实际应用中，为了获得较高的电压等级，电池多以串 联形式使用。然而，串联锂电池组带来了一个更加严峻的问题：即使串联电池组中电池单体 的内阻或容量存在微小差异，也可能导致电池单体间电压或S0C的极度不均衡。此外，在数 次充放电循环后，这种不均衡现象会越来越严重，极大地减小了电池组的可用容量和循环 寿命。甚至，可能会引起安全事故，例如爆炸、起火等。因此，必须对电池进行均衡管理。显 而易见，作为电池管理系统的关键技术之一，串联电池组的有效均衡已经成为一个研究热 点。目前，均衡主要有耗散均衡、非耗散均衡和电池选择三大类。
[0003] 耗散均衡（也称为电池旁路法均衡）通过给电池组中每个电池单体并联一个耗散 器件进行放电分流，从而实现电池电压的均衡。耗散均衡进一步又被分为两类：被动均衡和 主动均衡。耗散均衡结构和控制简单、成本低，但是存在能量浪费和热管理的问题。
[0004] 非耗散均衡采用电容、电感等作为储能元件，利用常见的电源变换电路作为拓扑 基础，采取分散或集中的结构，实现单向或双向的均衡方案。根据能量流，非耗散均衡又能 够分为以下四种：（1) Cell to Cell ; (2) Cell to Pack ; (3)Pack to Cell ; (4) Cell to Pack to Cell。对于Cell to Pack或Pack to Cell的均衡方法，每一次均衡都是通过电池组对电压 最低的电池单体进行能量补给，能够实现较大的均衡电流，较适合于大容量的动力电池；但 是当对电池组中电压最高的电池单体进行放电均衡时，电池组同时会对其进行充电；当对 电池组中电压最低的电池单体进行充电均衡时，电池组同时会对其进行放电。因此,这种均 衡方法均衡时充电和放电并存导致均衡效率低下。而对于Cell to Cell的均衡方法，能量能 够直接从电压最高的电池单体转移到电压最低的电池单体，具有较高的均衡效率，但是电 池单体之间的电压差较小再加之电力电子器件存在导通压降使得均衡电流很小，因此Cell to Cell均衡方法不适合于大容量的动力电池。非耗散均衡存在电路结构复杂、体积大、成 本1?、均衡时间长、1?开关损耗等问题。
[0005] 电池选择均衡是指通过实验选择性能一致的电池单体构建电池组，一般有两步筛 选过程。第一步，在不同的放电电流下，选择电池平均容量相近的电池单体；第二步，在第一 步筛选的电池单体中，通过脉冲充、放电实验在不同S0C下选择具有相近电池电压变化量 的电池单体。由于电池单体的自放电率不尽相同，电池选择均衡在电池整个生命周期内不 足以保持电池组一直均衡。它只能作为其他均衡方法的一种补充均衡方法。
[0006] 传统均衡方法不适合锂离子电池的主要原因如下：
[0007] (1)锂离子电池的开路电压在S0C为30%?70%之间时较为平坦，即使S0C相差 很大，其对应的电压差也很小，此外由于电力电子器件存在导通压降，使得均衡电流很小， 甚至可能导致电力电子器件不能正常导通；
[0008] (2)由于电力电子器件存在导通压降，电池单体间很难实现零电压差均衡。
[0009] 中国实用新型专利申请（申请号201310278475. 2)提出了一种动力电池零电流开 关主动均衡电路及实现方法，其能够实时判断电池组中电压最高和最低的电池单体，并对 其进行零电流开关均衡，并且每次均衡都是针对电池组中电压差最大的两个电池单体进行 削峰填谷，极大提高了均衡效率，有效减少了电池单体之间的不一致性。但是，由于所使用 的电力电子器件存在导通压降，使得电池单体间很难达到零电压差，并且均衡电流很小，均 衡时间较长。
[0010] 为此，中国实用新型申请（申请号201320660950. 8)和中国实用新型专利申请 (申请号201310507016. 7)提出一种基于升压变换和软开关的Cell to Cell电池均衡电 路，该实用新型使用一个Boost升压变换将电池组中电压最高的电池单体升压至一个较高 的电压，以实现大电流、零电压差均衡；使用一个LC谐振变换模块以实现零电流开关均衡， 减少了能量浪费、提高了均衡效率。但是，该实用新型存在的主要问题是：由于属于Cell to Cell型均衡电路，即使使用Boost升压变换，所提高的均衡电流也有限，远远不能够满足电 动汽车大容量动力电池的均衡需求；并且Boost升压变换本身也存在能量浪费。 实用新型内容
[0011] 本实用新型为了解决上述问题，提出一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路，包括微控制器、矩阵开关模块、均衡母线、LC谐振变换模块和滤波电 容，能够实现电池组中任意节相邻的电池单体组合（cells)到任意节相邻的电池单体组合 (cells)或任意电池单体（cell)的零电流开关均衡，极大提高了均衡效率；并且通过控制 最优放电组合与最优充电组合的电池单体节数之差来调节均衡电流的大小，有效改善了电 池单体间的不一致性；克服了传统Pack to Cell均衡电路均衡时充电和放电并存导致均衡 效率低下的问题，同时也解决了 Cell to Cell均衡电路均衡电流提高受限的难题。
[0012] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0013] 一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路，包括微控制器、矩 阵开关模块、均衡母线、LC谐振变换模块和滤波电容，微控制器连接矩阵开关模块、LC谐振 变换模块和电池单体，LC谐振变换模块通过均衡母线连接矩阵开关模块，LC谐振变换模块 的输入端和输出端各并联一个滤波电容。
[0014] 所述微控制器包括模数转换模块、脉冲宽度调制PWM信号输出端和通用10端，其 中，所述模数转换模块，通过电压检测电路与电池单体连接，用于将电池单体的电压信号转 换成数字信号，从而获得电池组中电池单体的电压；
[0015] 所述脉冲宽度调制PWM信号输出端通过驱动电路连接LC谐振变换模块，用于产生 LC谐振变换模块中M0S管开关的控制驱动信号；
[0016] 所述通用10端通过一个多路选通开关与开关模块连接，用于译码微控制器确定 的需要均衡的电池单体组合编号，控制矩阵开关模块将电池组中任意个连续相邻的电池单 体组合选通至均衡母线上。
[0017] 所述LC谐振变换模块包括全桥电路，全桥电路包括四组M0S管，每组M0S管包括 两个对接的M0S管，其中每组M0S管分别连接在一个桥臂上，桥臂中点处串联有电感L和电 容C。
[0018] 所述LC谐振变换模块为双向全桥变换器，能量总是从电压高的一侧流向电压低 的一侧。
[0019] 所述均衡母线包括均衡母线I和均衡母线II，所述矩阵开关模块包括选择开关模 块I，选择开关模块II，选择开关模块III，选择开关模块IV。选择开关模块I的一端连接均 衡母线I的正极，一端连接电池单体的正极；选择开关模块II的一端连接均衡母线I的负 极，一端连接电池单体的负极；选择开关模块III的一端连接均衡母线II的负极，一端连接电 池单体的负极；选择开关模块IV的一端连接均衡母线II的正极，一端连接电池单体的正极。 LC谐振变换模块的四个桥臂分别与均衡母线I和均衡母线II的正负极相连。
[0020] 所述每个选择开关模块同一时刻只能导通一个开关。
[0021 ] 所述连续相邻的多节电池单体组合包括最优充电组合和最优放电组合。
[0022] 所述最优放电组合为电池组中电压高于电池组平均电压且相邻的电池单体个数 最多的电池单体的组合。
[0023] 所述最优充电组合为池组中电压低于电池组平均电压且相邻的电池单体个数最 多的电池单体的组合。
[0024] 所述最优放电组合对最优充电组合的均衡，要求最优放电组合与最优充电组合的 电池单体节数之差应大于等于1。
[0025] 所述矩阵开关模块将最优充、放电组合选通至均衡母线上，即微控制器通过译码 电路控制矩阵开关模块的选择开关模块I /IV，选择开关模块II /III将最优放电组合的正 极选通至均衡母线I / II的正极，将最优放电组合的负极选通至均衡母线I / II的负极，并 控制选择开关模块III/ II，选择开关模块IV/ I，将最优充电组合的正极选通至均衡母线 II / I的正极，将最优充电组合的负极选通至均衡母线II / I的负极；
[0026] 所述LC谐振变换模块在两个状态互补的PWM信号驱动下，交替工作在充电和放电 两个状态。
[0027] 所述充电状态为LC谐振变换模块与最优放电组合并联。
[0028] 所述放电状态为LC谐振变换模块与最优充电组合或电压最低的单一电池单体并 联。
[0029] 本实用新型的工作原理为：
[0030] 微控制器借助数模转换模块获取电池单体电压，确定最优的放电组合和充电组 合，经过通用10端译码控制矩阵开关模块，将最优放电组合和最优充电组合选通至均衡母 线上；然后，微控制器发送一对状态互补的PWM信号控制LC谐振变换模块，使其交替工作在 充电和放电两个状态。特别地，当微控制器发出的PWM频率等于LC谐振变换模块的固有谐 振频率时，可以实现零电流开关均衡，并且每次均衡都是针对电池组中最优放电组合和最 优充电组合进行削峰填谷，极大提高了均衡效率。
[0031] 本实用新型的有益效果为：
[0032] (1)能够实现电池组中任意节相邻的电池单体组合（cells)到任意节相邻的电池 单体组合（cells)或任意电池单体（cell)的零电流开关均衡，极大提高了均衡效率；
[0033] (2)通过控制最优充、放电组合的电池单体节数之差来调节均衡电流大小，有效改 善了电池单体间的不一致性；
[0034] (3)克服了传统Pack to Cell型均衡电路均衡时充电和放电并存导致效率低下的 问题；
[0035] (4)解决了 Cell to Cell型均衡电路均衡电流提高受限的难题；
[0036] (5)有效克服了由于电力电子器件存在导通压降造成的难以实现电池单体零电压 差的问题；
[0037] (6)实现零电流开关均衡，减少能量浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0038] 图1为本实用新型基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路的组 成示意图；
[0039] 图2为本实用新型均衡电路的微控制器组成示意图；
[0040] 图3为本实用新型的LC谐振变换模块充电工作原理图；
[0041] 图4为本实用新型的LC谐振变换模块放电工作原理图；
[0042] 图5为本实用新型的LC谐振变换模块处于谐振状态下的充、放电电流i和电容电 压^的原理波形图；
[0043] 图6为实验获得的LC谐振变换模块处于谐振状态下的充放电电流i和电容电压 的波形图；
[0044] 图7为本实用新型动力电池静止状态下的均衡效果图。
【具体实施方式】：
[0045] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0046] 如图1?图7所示，一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电 路，包括微控制器、矩阵开关模块、均衡母线、LC谐振变换模块和滤波电容，微控制器连接矩 阵开关模块、LC谐振变换模块和电池单体，LC谐振变换模块通过均衡母线连接矩阵开关模 块，LC谐振变换模块的输入端和输出端各并联一个滤波电容。
[0047] 所述微控制器包括模数转换模块、脉冲宽度调制PWM信号输出端和通用10端，其 中，所述模数转换模块，通过电压检测电路与电池单体连接，用于将电池单体的电压信号转 换成数字信号，从而获得电池组中电池单体的电压；
[0048] 所述脉冲宽度调制PWM信号输出端通过驱动电路连接LC谐振变换模块，用于产生 LC谐振变换模块中M0S管开关的控制驱动信号；
[0049] 所述通用10端通过一个多路选通开关与开关模块连接，用于译码微控制器确定 的需要均衡的电池单体组合编号，控制矩阵开关模块将电池组中任意个连续相邻的电池单 体组合选通至均衡母线上。
[0050] 所述LC谐振变换模块包括全桥电路，全桥电路包括四组M0S管，每组M0S管包括 两个对接的M0S管，其中每组M0S管分别连接在一个桥臂上，桥臂中点处串联有电感L和电 容C。
[0051] 所述LC谐振变换模块为双向变换器，能量总是从电压高的一侧流向电压低的一 侧。
[0052] 所述均衡母线包括均衡母线I和均衡母线II，所述矩阵开关模块包括选择开关模 块I，选择开关模块II，选择开关模块III，选择开关模块IV。选择开关模块I的一端连接均 衡母线I的正极，一端连接电池单体的正极；选择开关模块II的一端连接均衡母线I的负 极，一端连接电池单体的负极；选择开关模块III的一端连接均衡母线II的负极，一端连接电 池单体的负极；选择开关模块IV的一端连接均衡母线II的正极，一端连接电池单体的正极。 LC谐振变换模块的四个桥臂分别与均衡母线I和均衡母线II的正负极相连。
[0053] 所述每个选择开关模块同一时刻只能导通一个开关。
[0054] 所述连续相邻的多节电池单体组合包括最优充电组合和最优放电组合。
[0055] 所述最优放电组合为电池组中电压高于电池组平均电压且相邻的电池单体个数 最多的电池单体的组合。
[0056] 所述最优充电组合为电池组中电压低于电池组平均电压且相邻的电池单体个数 最多的电池单体的组合。
[0057] 所述最优放电组合对最优充电组合的均衡，要求最优放电组合与最优充电组合的 电池单体节数之差应大于等于1。
[0058] 例如，一个由8节电池单体串联组成的电池组，电压高于电池组平均电压的电池 单体假设为，那么电池组中电压高于电池组平均电压且相邻的电池单体的组合有6 个，分别为和ΒΑΒ 2的电池单体组合，而最优放电组合只有一个为ΜΛ ; 电压低于电池组平均电压且相邻的电池单体假设为Β6、Β7，那么电池组中电压低于电池组平 均电压且相邻的电池单体的组合有3个，分别为Β 6、Β7和Β6Β7的电池单体组合，而最优充电 组合只有一个为Β 6Β7，并且最优放电组合与最优充电组合的电池单体节数之差大于等于1。
[0059] 所述矩阵开关模块将最优充、放电组合选通至均衡母线上，即微控制器通过译码 电路控制矩阵开关模块的选择开关模块I /IV，选择开关模块II /III将最优放电组合的正 极选通至均衡母线I / II的正极，将最优放电组合的负极选通至均衡母线I / II的负极，并 控制选择开关模块III/ II，选择开关模块IV/ I，将最优充电组合的正极选通至均衡母线 II / I的正极，将最优充电组合的负极选通至均衡母线II / I的负极；
[0060] 所述LC谐振变换模块在两个状态互补的PWM信号驱动下，交替工作在充电和放电 两个状态。
[0061] 所述充电状态为LC谐振变换模块与最优放电组合并联。
[0062] 所述放电状态为LC谐振变换模块与最优充电组合或电压最低的单一电池单体并 联。
[0063] 一种应用上述基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路的实现方 法，包括以下步骤：
[0064] (1)获取单体电压：微控制器借助模数转换模块，获取动力电池各单体电压；
[0065] (2)判断电压：微控制器根据获取的最高与最低电池单体电压，计算最大单体电 压差，若其差值大于电池均衡阈值，则启动均衡电路；
[0066] (3)确定最优的放电组合和充电组合：根据步骤（1)获取的电池单体电压，确定电 压高于电池组平均电压的连续相邻电池单体的个数，和电压低于电池组平均电压的连续相 邻电池单体的个数，确定最优放电组合和最优充电组合，保证最优放电组合与最优充电组 合中包含的电池单体节数之差大于等于1 ;
[0067] (4)选通电池最优充、放电组合：微控制器通过译码电路控制矩阵开关模块的选 择开关模块I /IV，选择开关模块II / III将最优放电组合的正极选通至均衡母线I / II的 正极，将最优放电组合的负极选通至均衡母线I / II的负极，并控制选择开关模块III / II， 选择开关模块IV/ II，将最优充电组合的正极选通至均衡母线II / I的正极，将最优充电组 合的负极选通至均衡母线II / I的负极；
[0068] (5)能量传递：微控制器控制LC谐振变换模块使其交替工作在充电和放电两个状 态，从而实现能量的不断传递。
[0069] 所述步骤（5)中，当LC谐振变换模块与最优放电组合并联时，最优放电组合给LC 谐振变换模块充电，当LC谐振变换模块与最优充电组合并联时，LC谐振变换模块给最优充 电组合充电，随着LC谐振变换模块的充、放电，实现了能量从最优放电组合到最优充电组 合的转移。特别地，当微控制器发出的PWM频率等于LC谐振变换模块的固有谐振频率时， 实现零电流开关均衡。
[0070] 实施例一：
[0071] 以η节电池单体为例，并假设为最优放电组合，Bn_i为最优充电组合。
[0072] 如图2所示，均衡电路的微控制器选用数字信号处理DSP(TMS320F28335)，具有高 精度AD采样和PWM输出；多路选通开关选用⑶4051，是单8通道数字控制模拟电子开关， 有A、B和C三个二进制控制输入端以及￡ ?共4个输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电 流；电压检测电路采用凌特公司的LTC6802专用电压测量芯片实时测量电池组中每节电池 的电压。
[0073] 矩阵开关模块选用带有一个常开/常闭触点的继电器，其型号为 ZHNQIQ3F-1Z-05V。微控制器通过一个多路选通开关⑶4051控制继电器导通或闭合。
[0074] LC谐振变换模块包括全桥电路，全桥电路包括四组M0S管（Μρ M2)、（M3, M4)、（M5， M6)、（M7，M8)和一个电感L、一个电容C电路组成。其中每组的MOS管对接相连。札和M 4的 源极分别与滤波电容q的正、负极相连后，分别连接与均衡母线I的正、负极；M6和M 7的源 极分别与滤波电容C2的正、负极相连后，分别连接与均衡母线II的正、负极。本实施例中假 设，Mp M2、M3、M4与L、C构成充电回路;M5、M 6、M7、M8与L、C构成放电回路。M0S管A?M8 由来自微控制器DSP的一对状态互补的PWM信号驱动，其中A?M4由一路PWM+信号驱动， M5?M8由另一路状态互补的PWM-信号驱动。当札?M4导通，M 5?M8关断时，LC谐振变换 模块与最优放电组合并联，工作在充电状态；当M5?M 8导通，Mi?M4关断时，LC谐振变换 模块与最优充电组合并联，工作在放电状态。如此，通过LC谐振变换模块不断的充、放电可 实现能量从最优放电组合转移至电最优充电组合，特别地，当微控制器发出的PWM频率等 于LC准谐振电路的固有谐振频率时，实现零电流开关均衡。
[0075] 如图3?4所示，首先，微控制器借助模数转换模块，获取动力电池各单体电压，判 断最大电压差是否大于电池均衡阈值〇. 02V，若大于则启动均衡电路，并确定最优放电组合 (ΒΛΒ2)和最优充电组合（Bn_i)，并通过译码芯片⑶4051选通选择开关模块I的S n和选择 开关模块II的S23将最优放电组合（ΒΛΒ2)选通至均衡母线I上，同时通过译码芯片⑶4051 选通选择开关模块III的S 3n和选择开关模块IV的S4n将最优充电组合（Bn_i)选通至和均衡母 线II上，并保持其导通状态直至本次均衡结束。
[0076] 在均衡状态下，微控制器控制LC谐振变换模块使其交替工作在充电和放电两个 状态，从而实现能量的不断传递。
[0077] 如图3所示，当A?M4导通时，M5?M8关断时，LC谐振变换模块与最优放电组合 并联。&ΒΛ、电感L和电容C形成一个谐振回路，此时对电容C充电，谐振电流i为正，电 容C两端的电压V。开始上升直至谐振电流i变为负值，由图5可以看出，V。滞后谐振电流i 四分之一个周期，且波形均为正弦波。该时刻，由于M 5?M8处于关断状态，电池单体Bn_i开 路，所以流入Bn_i的电流为零；由于滤波电容并联在最优放电组合的两端，所以流入LC 的谐振电流i即为流出最优放电组合的电流i dis，并且规定电流流出电池时为正，因 此可得到如图5所示状态I所示的最优放电组合（Β^Λ)和最优充电组合（B n_i)的电流波 形 idis 和 ich。
[0078] 如图4所示，当M5?M8导通时，Mi?M4关断，LC谐振变换模块与最优充电组合 U并联。B^L和C形成一个谐振回路，此时电容C放电，谐振电流i为负，电容C两端 的电压V。开始下降直至谐振电流变为正值。因为最优放电组合（Β^Λ)处于开路状态，因 此i dis为零；同时该时刻谐振电流i就是L的充电电流，因此可得到如图5状态II所示的 最优放电组合和最优充电组合（B n_i)的电流波形idis和iA。
[0079] 如图6所示为实验获得的LC谐振变换处于谐振状态下的充放电电流i和电容电 压的实验波形图，从图中可以看出i和V c都为正弦波形，且V。滞后谐振电流i四分之一 个周期，M0S管的导通和关断正好发生在电流i过零点附近，实现了零电流开关，极大地减 小了开关损耗。
[0080] 图7所示为本实用新型动力电池静止状态下的均衡效果图，当电池单体初始电压 分别为 Bq = 2. 687V，B! = 2. 695V，B2 = 2. 673V，B3 = 2. 676V，B4 = 3. 282V，B5 = 3. 289V， B6 = 3. 287V，B7 = 3. 288V时，只需要大约6500s的时间，均衡电路就使得电池组中电池单 体的最大电压差接近于〇,实现了零电压差均衡。
[0081] 上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新 型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领 域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范 围以内。
【权利要求】
1. 一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路，其特征是：包括微控 制器、矩阵开关模块、均衡母线、LC谐振变换模块和滤波电容，微控制器连接矩阵开关模块、 LC谐振变换模块和电池单体，LC谐振变换模块通过均衡母线连接矩阵开关模块，LC谐振变 换模块的输入端和输出端各并联一个滤波电容。
2. 如权利要求1所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述微控制器包括模数转换模块、脉冲宽度调制PWM信号输出端和通用10端，其 中，所述模数转换模块，通过电压检测电路与电池单体连接，用于将电池单体的电压信号转 换成数字信号，从而确定电池组中电池单体的电压； 所述脉冲宽度调制PWM信号输出端通过驱动电路连接LC谐振变换模块，用于产生M0S 管开关的控制驱动信号； 所述通用10端通过一个多路选通开关与开关模块连接，用于译码微控制器确定的需 要均衡的电池单体组合编号，控制矩阵开关模块将电池组中任意个连续相邻的电池单体组 合选通至均衡母线上。
3. 如权利要求2所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述任意个连续相邻的电池单体组合包括最优充电组合和最优放电组合；所述 最优放电组合为电池组中电压高于电池组平均电压且相邻的电池单体个数最多的电池单 体的组合；所述最优充电组合为电池组中电压低于电池组平均电压且相邻的电池单体个数 最多的电池单体的组合；所述最优放电组合对最优充电组合的均衡，最优放电组合与最优 充电组合的电池单体节数之差大于等于1。
4. 如权利要求1所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述IX谐振变换模块包括全桥电路，全桥电路包括四组M0S管，每组M0S管包括 两个对接的M0S管，其中每组M0S管分别连接在一个桥臂上，桥臂中点处串联有电感L和电 容C。
5. 如权利要求4所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述LC谐振变换模块为全桥双向变换器，能量总是从电压高的一侧流向电压低 的一侧。
6. 如权利要求1所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述均衡母线包括均衡母线I和均衡母线Π，所述矩阵开关模块包括选择开关 模块I，选择开关模块II，选择开关模块III，选择开关模块IV ;所述均衡母线I和均衡母线 II的正、负极与所述LC谐振变换模块的四个桥臂相连。
7. 如权利要求6所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述选择开关模块I的一端连接所述均衡母线I的正极，一端连接电池单体的正 极；所述选择开关模块II的一端连接所述均衡母线I的负极，一端连接电池单体的负极；所 述选择开关模块III的一端连接所述均衡母线II的负极，一端连接电池单体的负极；所述选 择开关模块IV的一端连接所述均衡母线II的正极，一端连接电池单体的正极；所述每个选 择开关模块同一时刻只能导通一个开关。
8. 如权利要求1所述的一种基于开关矩阵和LC谐振变换的cells to cells均衡电路， 其特征是：所述LC谐振变换模块在两个状态互补的PWM信号驱动下，交替工作在充电和放 电两个状态。
【文档编号】H02J7/00GK203840033SQ201420265656
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】张承慧, 商云龙, 崔纳新, 纪祥 申请人:山东大学