串联电池组的主被动混合均衡电路及其充电控制方法与流程

本发明涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种串联电池组的主被动混合均衡电路及其充电控制方法。

背景技术：

目前，随着电动汽车的快速发展，电池管理系统越来越成为人们关注的焦点，由于每节锂电池在生产过程中不可避免地存在物理特性上的差异，或者其他外界条件的干扰都会使大量锂电池组使用的情况出现不均衡问题，最终导致锂电池组利用率下降，进而影响每节锂电池的使用寿命，甚至会烧毁锂电池组，出现破坏整个电池管理系统的重大事故。因此，如何对锂电池组的一致性进行均衡控制，是一项急需解决的技术问题。

基于上述情况，出现很多种电池均衡电路，主要分为主动均衡控制电路和被动均衡控制电路，然而上述控制电路存在以下缺陷：(1)主动均衡控制电路硬件电路复杂，工作过程繁琐需要配合复杂的软件算法才能实现均衡效果，可靠性低，尤其在恒压充电阶段，容易受到储能元件的干扰，均衡效果较差；(2)被动均衡控制电路通过把多余的能量释放掉来达到均衡效果，这会造成能量的不必要浪费，降低电池组的利用率，同时在小功率限制场合，会使恒流充电阶段的时间变长，无法满足快速充电的要求。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一目的在于提出一种串联电池组的主被动混合均衡电路。

本发明的第二目的在于提出一种适用于串联电池组的主被动混合均衡电路的充电控制方法。

本发明的第三目的在于提出一种计算机装置。

本发明的第四目的在于提出一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案，提供了一种串联电池组的主被动混合均衡电路，所述串联电池组包括多个串联的单体电池，所述均衡电路包括：主动均衡电路、被动均衡电路和控制电路，所述主动均衡电路包括：能量切换开关组、反激式变压器和储能电容，所述被动均衡电路包括：接地滤波电路和放电开关组，所述控制电路包括：主控制单元和电池监测单元；其中，串联电池组的输出端分别与所述接地滤波电路的输入端和反激式变压器的输入端相连接，所述接地滤波电路的输出端与所述电池监测单元的输入端相连接，所述电池监测单元的输出端与所述放电开关组的输入端相连接，所述放电开关组的输出端与所述串联电池组的输入端相连接；所述电池监测单元与所述主控制单元相连接，所述主控制单元的输出端与所述能量切换开关组的输入端相连接，所述能量切换开关组的输出端分别与所述反激式变压器的输入端和储能电容的输入端相连接，所述反激式变压器的输出端与所述储能电容的输入端相连接，所述储能电容的输出端与所述串联电池组的输入端相连接；所述接地滤波电路，用于对每个单体电池输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的模拟电信号；所述电池监测单元，用于采集所述过滤后的模拟电信号，并将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元；所述主控制单元，用于接收所述数字电信号，并根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组将能量储存在所述反激式变压器的初级线圈；所述反激式变压器，所述反激式变压器的初级线圈将所述能量传递给其次级线圈，所述次级线圈将存储的能量传递给所述储能电容；所述储能电容，用于将存储的能量传递给串联电池组，以实现所述储能电容与串联电池组之间的能量转换；所述储能电容，还用于将存储的能量传递给所述单体电池，以实现所述储能电容与各个单体电池之间的能量转换；以及所述电池监测单元，还用于根据所述数字电信号控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供所述串联电池组中的待放电的各个单体电池放电。

优选地，所述主控制单元具体包括：第一电源模块、第一spi通信接口模块、单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块；其中，所述第一电源模块分别与所述单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块相连接，所述第一spi通信接口模块分别与所述电池监测单元和单片机控制器相连接，所述单片机控制器的输出端和异或门处理电路的输入端相连接，所述异或门处理电路的输出端与所述第一磁偶隔离模块的输入端相连接，所述第一磁偶隔离模块的输出端与所述第一驱动模块的输入端相连接，以及所述第一驱动模块的输出端与所述能量切换开关组的输入端相连接；所述单片机控制器，用于通过第一spi通信接口模块接收所述电池监测单元输出的数字电信号，并根据所述数字电信号控制发出对所述能量切换开关组的时序控制信号，并将所述时序控制信号发送至所述异或门处理电路；所述异或门处理电路，用于接收所述时序控制信号，并对该时序控制信号进行运算，输出运算后的时序控制信号至所述第一磁偶隔离模块；所述第一磁偶隔离模块，用于接收所述运算后的时序控制信号，并对该运算后的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第一驱动模块；所述第一驱动模块，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述能量切换开关组，以控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断；所述第一电源模块，用于分别为所述单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块供电。

优选地，所述电池监测单元具体包括：第二电源模块、第二spi通信接口模块、电池模拟信号采集接口模块、电池管理芯片、第二磁偶隔离模块和第二驱动模块；其中，所述第二电源模块分别与所述第二磁偶隔离模块和第二驱动模块相连接，所述接地滤波电路的输出端与所述第二spi通信接口模块的输入端相连接，所述电池管理芯片分别与所述第二spi通信接口模块和电池模拟信号采集接口模块相连接，所述电池管理芯片的输出端与所述第二磁偶隔离模块的输入端相连接，所述第二磁偶隔离模块的输出端与所述第二驱动模块的输入端相连接，所述第二驱动模块的输出端与所述放电开关组的输入端相连接，以及所述第二spi通信接口模块与所述主控制单元相连接；所述电池管理芯片，用于通过电池模拟信号采集接口模块采集所述接地滤波电路输出的过滤后的模拟电信号；所述电池管理芯片，用于通过第二spi通信接口模块将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元，以供所述主控制单元根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断；所述电池管理芯片，还用于根据所述数字电信号控制发出对所述放电开关组的时序控制信号，并将所述放电开关组的时序控制信号发送至所述第二磁偶隔离模块；所述第二磁偶隔离模块，用于接收所述放电开关组的时序控制信号，并对该放电开关组的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第二驱动模块；所述第二驱动模块，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述放电开关组，以控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断。

优选地，当所述串联电池组包括三个串联的锂电池cell12、锂电池cell26和锂电池cell34时，所述接地滤波电路，包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路，所述第一滤波电路包括滤波电容c9和电阻r10，所述第二滤波电路包括滤波电容c24和电阻r23，所述第三滤波电路包括滤波电容c32和电阻r30；所述放电开关组，包括开关管q18、开关管q28和开关管q36，所述开关管q18、开关管q28和开关管q36均为n-mosfet管；其中，所述滤波电容c9的一端分别与所述电阻r10的一端和电池监测单元的第一输入端相连，所述滤波电容c9的另一端接地，所述电阻r10的另一端与所述锂电池cell12的正极相连，所述电池监测单元的第一输出端与所述开关管q18的栅极连接，所述开关管q18的源极分别与所述锂电池cell12的负极和瞬态抑制二极管vd19的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd19的阴极连接至所述滤波电容c9的一端，所述开关管q18的漏极经电阻r11连接至所述锂电池cell12的正极；所述滤波电容c24的一端分别与所述电阻r23的一端和电池监测单元的第二输入端相连，所述滤波电容c24的另一端接地，所述电阻r23的另一端与所述锂电池cell26的正极相连，所述电池监测单元的第二输出端与所述开关管q28的栅极连接，所述开关管q28的源极分别与所述锂电池cell26的负极和瞬态抑制二极管vd29的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd29的阴极连接至所述滤波电容c24的一端，所述开关管q28的漏极经电阻r25连接至所述锂电池cell26的正极；所述滤波电容c32的一端分别与所述电阻r30的一端和电池监测单元的第三输入端相连，所述滤波电容c32的另一端接地，所述电阻r30的另一端与所述锂电池cell34的正极相连，所述电池监测单元的第三输出端与所述开关管q36的栅极连接，所述开关管q36的源极分别与所述锂电池cell34的负极和瞬态抑制二极管vd35的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd35的阴极连接至所述滤波电容c32的一端，所述开关管q36的漏极经电阻r33连接至所述锂电池cell34的正极。

优选地，所述能量切换开关组，包括开关管q13、开关管q20、开关管q22、开关管q27、开关管q31、开关管q37和开关管q16[q16的栅极与主控制单元模块5输出的驱动信号2连接，所述开关管q20、开关管q27和开关管q37均为p-mosfet管，所述开关管q13、开关管q22、开关管q31和开关管q16均为n-mosfet管；所述反击式变压器为变压器t21，所述储能电容为电容c14；其中，所述开关管q16的栅极与所述主控制单元的第二输出端相连，所述开关管q16的漏极与所述锂电池cell12的正极相连，所述开关管q16的源极与变压器t21的初级线圈的一端相连，所述变压器t21的初级线圈的另一端与所述开关管q37的漏极相连，所述开关管q37的源极分别与地和所述变压器t21的次级线圈的一端相连，所述变压器t21的次级线圈的另一端连接至续流二极管vd15的阳极，所述续流二极管vd15的阴极分别与电容c14的一端和开关管q13的漏极相连，所述开关管q13的源极连接至所述锂电池cell12的正极，所述开关管q13的栅极连接至所述主控制单元的第一输出端，所述电容c14的另一端与电感l17的一端相连，电感l17的另一端分别与所述开关管q37的漏极和所述开关管q20的漏极相连，所述开关管q20的栅极与所述主控制单元的第三输出端相连，所述开关管q20的源极连接至所述锂电池cell12的负极；所述电容c14的一端与所述开关管q22的漏极相连，所述开关管q22的源极连接至所述锂电池cell26的正极，所述开关管q22的栅极连接至所述主控制单元的第四输出端；所述电感l17的另一端还与所述开关管q27的漏极相连，所述开关管q27的栅极与所述主控制单元的第五输出端相连，所述开关管q27的源极连接至所述锂电池cell26的负极；所述电容c14的一端还与所述开关管q31的漏极相连，所述开关管q31的源极连接至所述锂电池cell34的正极，所述开关管q31的栅极连接至所述主控制单元的第六输出端，所述开关管q37的栅极与所述主控制单元的第七输出端相连。

优选地，所述串联电池组上设置有检测每个单体电池温度的温度检测模块、检测每个单体电池输出电压的电压检测模块和检测每个单体电池输出电流的电流检测模块，所述温度检测模块、电压检测模块和电流检测模块的输出端分别与所述接地滤波电路的输入端相连接。

本发明的第二方面的技术方案，还提供了一种充电控制方法，适用于上述任一技术方案中的串联电池组的主被动混合均衡电路，所述充电控制方法包括：在所述均衡电路上电后，通过接地滤波电路对每个单体电池输出的模拟电流信号和模拟电压信号进行过滤，并输出过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号；通过电池监测单元采集所述过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号，并将所述过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号转换成数字电流信号和数字电压信号，将所述数字电流信号和数字电压信号发送至主控制单元；通过所述主控制单元接收所述数字电流信号和数字电压信号，并将所述数字电流信号和数字电压信号转换成实际电流值和实际电压值，根据所述实际电压值和基准电压值发出恒流驱动信号至能量切换开关组；通过所述主控制单元控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组将存储的能量储存在所述反激式变压器的初级线圈；通过反激式变压器的初级线圈将存储的能量传递给其次级线圈，通过所述次级线圈将该能量传递给储能电容；通过所述储能电容将存储的能量传递给串联电池组，以实现所述储能电容对串联电池组充电；通过主控制单元根据所述实际电流值控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供所述储能电容对单体电池充电，直到每个单体电池输出的所述实际电流值相同，并发出恒压充电指令至电池监测单元；通过所述电池监测单元将所述数字电压信号转换成实际电压值，并根据所述实际电压值控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供所述串联电池组中的待放电的各个单体电池放电，直到每个单体电池输出的所述实际电压值相同。

优选地，所述充电控制方法还包括：在所述均衡电路上电后，通过接地滤波电路对每个单体电池输出的模拟温度信号进行过滤，并输出过滤后的模拟温度信号；通过电池监测单元采集所述过滤后的模拟温度信号，并将所述过滤后的模拟温度信号转换成数字温度信号，将所述数字温度信号发送至主控制单元；通过所述主控制单元接收所述数字温度信号，并将所述数字电流信号转换成实际温度值；当所述实际温度值大于等于上限温度值时，通过所述主控制单元控制所述能量切换开关组中的每个开关元件关断，以供所述储能电容停止给串联电池组充电，以及通过所述电池监测单元控制所述放电开关组中的每个开关元件导通，以供所述串联电池组中的每个单体电池放电。

本发明的第三方面的技术方案，还提供了一种计算机装置，该计算机装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一技术方案中的充电控制方法的步骤。

本发明的第四方面的技术方案，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案中的充电控制方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提供的串联电池组的主被动混合均衡电路，结合主动均衡电路和被动均衡电路对串联电池组进行混合分段充电。具体地，在恒流充电阶段采用主动均衡电路，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，与传统单一的均衡电路相比，均衡效果更加理想，同时提出反激式变压器储能拓扑结构，在主动均衡过程中通过反激式变压器进行能量的存储，实现了储能电容与串联电池组之间的能量无损耗传递，以及串联电池组对特定的单体电池进行能量传递；进一步地，该串联电池组的主被动混合均衡电路与传统主动均衡控制电路相比，无需繁琐的能量切换开关组进行单体电池与单体电池之间能量的传递，因此控制算法更加简单；进一步地，在被动均衡控制电路中，采用接地滤波电路对串联电池组采集到的模拟信号进行滤波处理，该滤波电路可以提高对串联电池组电压纹波的抑制水平，从而提高采集信号的精度和稳定性，进而增加了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施例的串联电池组的主被动混合均衡电路的示意框图；

图2示出了图1中的主控制单元的示意框图；

图3示出了图1中的电池监测单元的示意框图；

图4示出了本发明的另一个实施例的串联电池组的主被动混合均衡电路的电路原理示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的适用于串联电池组的主被动混合均衡电路的充电控制方法的示意流程图；

图6示出了本发明的一个实施例的计算机装置的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明的一个实施例的串联电池组的主被动混合均衡电路的示意框图。所述串联电池组1包括多个串联的单体电池，如图1所示，该均衡电路包括：主动均衡电路、被动均衡电路和控制电路，所述主动均衡电路包括：能量切换开关组4、反激式变压器2和储能电容3，所述被动均衡电路包括：接地滤波电路7和放电开关组8，所述控制电路包括：主控制单元5和电池监测单元6；其中，串联电池组1的输出端分别与所述接地滤波电路7的输入端和反激式变压器2的输入端相连接，所述接地滤波电路7的输出端与所述电池监测单元6的输入端相连接，所述电池监测单元6的输出端与所述放电开关组8的输入端相连接，所述放电开关组8的输出端与所述串联电池组1的输入端相连接；所述电池监测单元6与所述主控制单元5相连接，所述主控制单元5的输出端与所述能量切换开关组4的输入端相连接，所述能量切换开关组4的输出端分别与所述反激式变压器2的输入端和储能电容3的输入端相连接，所述反激式变压器2的输出端与所述储能电容3的输入端相连接，所述储能电容3的输出端与所述串联电池组1的输入端相连接；

所述接地滤波电路7，用于对每个单体电池输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的模拟电信号；

所述电池监测单元6，用于采集所述过滤后的模拟电信号，并将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元5；

所述主控制单元5，用于接收所述数字电信号，并根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组4中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组1将能量储存在所述反激式变压器2的初级线圈；

所述反激式变压器2，所述反激式变压器2的初级线圈将所述能量传递给其次级线圈，所述次级线圈将存储的能量传递给所述储能电容3；

所述储能电容3，用于将存储的能量传递给串联电池组1，以实现所述储能电容3与串联电池组1之间的能量转换；

所述储能电容3，还用于将存储的能量传递给所述单体电池，以实现所述储能电容3与各个单体电池之间的能量转换；以及

所述电池监测单元6，还用于根据所述数字电信号控制所述放电开关组8中的每个开关元件的导通与关断，以供所述串联电池组1中的待放电的各个单体电池放电。

本发明提供的串联电池组的主被动混合均衡电路，结合主动均衡电路和被动均衡电路对串联电池组进行混合分段充电。具体地，在恒流充电阶段采用主动均衡电路，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，与传统单一的均衡电路相比，均衡效果更加理想，同时提出反激式变压器储能拓扑结构，在主动均衡过程中通过反激式变压器进行能量的存储，实现了储能电容与串联电池组之间的能量无损耗传递，以及串联电池组对特定的单体电池进行能量传递；进一步地，该串联电池组的主被动混合均衡电路与传统主动均衡控制电路相比，无需繁琐的能量切换开关组进行单体电池与单体电池之间能量的传递，因此控制算法更加简单；进一步地，在被动均衡控制电路中，采用接地滤波电路对串联电池组采集到的模拟信号进行滤波处理，该滤波电路可以提高对串联电池组电压纹波的抑制水平，从而提高采集信号的精度和稳定性，进而增加了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性。

具体实施例中，上述串联电池组的主被动混合均衡电路可以应用在电动汽车的电池管理系统中。

如图2所示，所述主控制单元5具体包括：第一电源模块56、第一spi通信接口模块51、单片机控制器52、异或门处理电路53、第一磁偶隔离模块54和第一驱动模块55；其中，所述第一电源模块56分别与所述单片机控制器52、异或门处理电路53、第一磁偶隔离模块54和第一驱动模块55相连接，所述第一spi通信接口模块51分别与所述电池监测单元6和单片机控制器52相连接，所述单片机控制器52的输出端和异或门处理电路53的输入端相连接，所述异或门处理电路53的输出端与所述第一磁偶隔离模块54的输入端相连接，所述第一磁偶隔离模块54的输出端与所述第一驱动模块55的输入端相连接，以及所述第一驱动模块55的输出端与所述能量切换开关组4的输入端相连接；

所述单片机控制器52，用于通过第一spi通信接口模块51接收所述电池监测单元6输出的数字电信号，并根据所述数字电信号控制发出对所述能量切换开关组4的时序控制信号，并将所述时序控制信号发送至所述异或门处理电路53；所述异或门处理电路53，用于接收所述时序控制信号，并对该时序控制信号进行运算，输出运算后的时序控制信号至所述第一磁偶隔离模块54；所述第一磁偶隔离模块54，用于接收所述运算后的时序控制信号，并对该运算后的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第一驱动模块55；所述第一驱动模块55，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述能量切换开关组4，以控制所述能量切换开关组4中的每个开关元件的导通与关断；所述第一电源模块56，用于分别为所述单片机控制器52、异或门处理电路53、第一磁偶隔离模块54和第一驱动模块55供电。

在本实施例中，该主控制单元5具体包括：第一电源模块56、第一spi通信接口模块51、单片机控制器52、异或门处理电路53、第一磁偶隔离模块54和第一驱动模块55；单片机控制器52通过对串联电池组1输出的电信号进行逻辑算法处理后，发出对能量切换开关组4中的各个开关元件的导通与关断的时序控制信号，具体地，首先通过异或门处理电路53进行时序控制信号的可靠性处理，避免能量切换开关组4中的各个开关元件由于上电初始时刻或者电路外来的扰动而导致的开关元件误导通，时序控制信号经过可靠性处理后经过第一磁偶隔离模块54进行磁偶隔离，避免了第一驱动模块55中的大功率电路对时序控制信号的扰动，进一步地提高了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性，最后磁偶隔离后的时序控制信号通过第一驱动模块55对能量切换开关组4中的各个开关元件进行实时开关控制。

如图3所示，电池监测单元6具体包括：第二电源模块66、第二spi通信接口模块61、电池模拟信号采集接口模块63、电池管理芯片62、第二磁偶隔离模块64和第二驱动模块65；

其中，所述第二电源模块66分别与所述第二磁偶隔离模块64和第二驱动模块65相连接，所述接地滤波电路7的输出端与所述第二spi通信接口模块61的输入端相连接，所述电池管理芯片62分别与所述第二spi通信接口模块61和电池模拟信号采集接口模块63相连接，所述电池管理芯片62的输出端与所述第二磁偶隔离模块64的输入端相连接，所述第二磁偶隔离模块64的输出端与所述第二驱动模块65的输入端相连接，所述第二驱动模块65的输出端与所述放电开关组8的输入端相连接，以及所述第二spi通信接口模块61与所述主控制单元5相连接；

所述电池管理芯片62，用于通过电池模拟信号采集接口模块63采集所述接地滤波电路7输出的过滤后的模拟电信号；所述电池管理芯片62，用于通过第二spi通信接口模块61将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元5，以供所述主控制单元5根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组4中的每个开关元件的导通与关断；所述电池管理芯片62，还用于根据所述数字电信号控制发出对所述放电开关组8的时序控制信号，并将所述放电开关组8的时序控制信号发送至所述第二磁偶隔离模块64；所述第二磁偶隔离模块64，用于接收所述放电开关组8的时序控制信号，并对该放电开关组8的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第二驱动模块65；所述第二驱动模块65，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述放电开关组8，以控制所述放电开关组8中的每个开关元件的导通与关断。

在本实施例中，该锂电池监测单元6具体包括：第二电源模块66、第二spi通信接口模块61、电池模拟信号采集接口模块63、电池管理芯片62、第二磁偶隔离模块64和第二驱动模块65；具体地，电池管理芯片62通过电池模拟信号采集接口模块63对接地滤波电路7输出的过滤后的模拟电信号进行采集，同时电池管理芯片62通过对串联电池组输出的模拟电信号进行实时监测，经过模数转换后通过第二spi通信接口模块61与主控制单元5进行交互，从而将串联电池组的实时监控状态信息发送到主控制单元5；同时电池管理芯片62根据实时监控状态信息发出驱动信号，以控制放电开关组8中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组1中的待放电的各个单体电池放电，从而实现被动均衡控制。

图4示出了本发明的另一个实施例的串联电池组的主被动混合均衡电路的电路原理示意图。如图1和图4所示，一种串联电池组的主被动混合均衡电路，串联电池组包括三个串联的锂电池cell12、锂电池cell26和锂电池cell34，该均衡电路包括：主动均衡电路、被动均衡电路和控制电路，主动均衡电路包括：能量切换开关组4、反激式变压器2和储能电容3，被动均衡电路包括：接地滤波电路7和放电开关组8，控制电路包括：主控制单元5和电池监测单元6；

所述接地滤波电路7，包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路，所述第一滤波电路包括滤波电容c9和电阻r10，所述第二滤波电路包括滤波电容c24和电阻r23，所述第三滤波电路包括滤波电容c32和电阻r30；所述放电开关组8，包括开关管q18、开关管q28和开关管q36，所述开关管q18、开关管q28和开关管q36均为n-mosfet管；

其中，所述滤波电容c9的一端分别与所述电阻r10的一端和电池监测单元6的第一输入端相连，所述滤波电容c9的另一端接地，所述电阻r10的另一端与所述锂电池cell12的正极相连，所述电池监测单元6的第一输出端与所述开关管q18的栅极连接，所述开关管q18的源极分别与所述锂电池cell12的负极和瞬态抑制二极管vd19的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd19的阴极连接至所述滤波电容c9的一端，所述开关管q18的漏极经电阻r11连接至所述锂电池cell12的正极；所述滤波电容c24的一端分别与所述电阻r23的一端和电池监测单元6的第二输入端相连，所述滤波电容c24的另一端接地，所述电阻r23的另一端与所述锂电池cell26的正极相连，所述电池监测单元6的第二输出端与所述开关管q28的栅极连接，所述开关管q28的源极分别与所述锂电池cell26的负极和瞬态抑制二极管vd29的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd29的阴极连接至所述滤波电容c24的一端，所述开关管q28的漏极经电阻r25连接至所述锂电池cell26的正极；所述滤波电容c32的一端分别与所述电阻r30的一端和电池监测单元6的第三输入端相连，所述滤波电容c32的另一端接地，所述电阻r30的另一端与所述锂电池cell34的正极相连，所述电池监测单元6的第三输出端与所述开关管q36的栅极连接，所述开关管q36的源极分别与所述锂电池cell34的负极和瞬态抑制二极管vd35的阳极相连，所述瞬态抑制二极管vd35的阴极连接至所述滤波电容c32的一端，所述开关管q36的漏极经电阻r33连接至所述锂电池cell34的正极；

进一步地，所述能量切换开关组4，包括开关管q13、开关管q20、开关管q22、开关管q27、开关管q31、开关管q37和开关管q16，所述开关管q20、开关管q27和开关管q37均为p-mosfet管，所述开关管q13、开关管q22、开关管q31和开关管q16均为n-mosfet管；所述反击式变压器为变压器t21，所述储能电容为电容c14；

其中，所述开关管q16的栅极与所述主控制单元5的第二输出端相连，所述开关管q16的漏极与所述锂电池cell12的正极相连，所述开关管q16的源极与变压器t21的初级线圈的一端相连，所述变压器t21的初级线圈的另一端与所述开关管q37的漏极相连，所述开关管q37的源极分别与地和所述变压器t21的次级线圈的一端相连，所述变压器t21的次级线圈的另一端连接至续流二极管vd15的阳极，所述续流二极管vd15的阴极分别与电容c14的一端和开关管q13的漏极相连，所述开关管q13的源极连接至所述锂电池cell12的正极，所述开关管q13的栅极连接至所述主控制单元5的第一输出端，所述电容c14的另一端与电感l17的一端相连，电感l17的另一端分别与所述开关管q37的漏极和所述开关管q20的漏极相连，所述开关管q20的栅极与所述主控制单元5的第三输出端相连，所述开关管q20的源极连接至所述锂电池cell12的负极；所述电容c14的一端与所述开关管q22的漏极相连，所述开关管q22的源极连接至所述锂电池cell26的正极，所述开关管q22的栅极连接至所述主控制单元5的第四输出端；所述电感l17的另一端还与所述开关管q27的漏极相连，所述开关管q27的栅极与所述主控制单元5的第五输出端相连，所述开关管q27的源极连接至所述锂电池cell26的负极；所述电容c14的一端还与所述开关管q31的漏极相连，所述开关管q31的源极连接至所述锂电池cell34的正极，所述开关管q31的栅极连接至所述主控制单元5的第六输出端，所述开关管q37的栅极与所述主控制单元5的第七输出端相连。

在本实施例中，在采用主动均衡电路进行均衡充电控制时，主控制单元5控制开关管q16导通，串联电池组把能量储存在变压器t21的初级线圈，主控制单元5再控制开关管q16关断，变压器t21的初级线圈把能量传递给次级线圈侧，这时主控制单元5控制能量切换开关组中的开关管q37开通，可以实现次级线圈侧存储的能量传递给储能电容c14，进而实现串联电池组与储能电容c14之间的能量转换；进一步地，主控制单元5通过驱动信号对开关管q13、开关管q20、开关管q22、开关管q27、开关管q31和开关管q37的时序控制就可以实现储能电容c14与单体电池之间能量的传递，实现主动均衡控制；例如，主控制单元5通过其第一输出端输出第一驱动信号控制开关管q13导通，再通过其第三输出端输出第三驱动信号控制开关管q20导通，当控制开关管q13和开关管q20同时导通时，可以实现储能电容c14对单体电池cell12充电；主控制单元5通过其第四输出端输出第四驱动信号控制开关管q22导通，再通过其第五输出端输出第五驱动信号控制开关管q27导通，当控制开关管q22和开关管q27同时导通时，可以实现储能电容c14对单体电池cell26充电；主控制单元5通过其第六输出端输出第六驱动信号控制开关管q31导通，再通过其第七输出端输出第七驱动信号控制开关管q37导通，当控制开关管q31和开关管q37同时导通时，可以实现储能电容c14对单体电池cell34充电；

进一步地，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，通过第一滤波电路对单体电池cell12输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的第一模拟信号，通过第二滤波电路对单体电池cell26输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的第二模拟信号，通过第三滤波电路对单体电池cell34输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的第三模拟信号，再通过电池监测单元6采集所述第一模拟信号、第二模拟信号和第三模拟信号，并将上述第一模拟信号、第二模拟信号和第三模拟信号转换成数字电信号，将该数字电信号发送至主控制单元5，同时再通过电池监测单元6根据该数字电信号控制放电开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组中的待放电的各个单体电池放电；具体地，电池监测单元6通过其第一输出端输出第一驱动信号以对开关管q18进行时序控制，通过其第二输出端输出第二驱动信号以对开关管q28进行时序控制，通过其第三输出端输出第三驱动信号以对开关管q36进行时序控制，最终对开关管q18、开关管q28、开关管q36进行时序控制就可以实现被动均衡控制，以供串联电池组中的待放电的各个单体电池通过r11、r25和r33放电，综上实现电池监测单元6与主控制单元模块5的交互协同控制就可以实现对锂电池的混合均衡调节。

图5示出了本发明的一个实施例的适用于串联电池组的主被动混合均衡电路的充电控制方法的示意流程图。如图5所示，该充电控制方法包括：

步骤502，在均衡电路上电后，通过接地滤波电路对每个单体电池输出的模拟电流信号和模拟电压信号进行过滤，并输出过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号；

步骤504，通过电池监测单元采集过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号，并将过滤后的模拟电流信号和模拟电压信号转换成数字电流信号和数字电压信号，将数字电流信号和数字电压信号发送至主控制单元；

步骤506，通过主控制单元接收数字电流信号和数字电压信号，并将数字电流信号和数字电压信号转换成实际电流值和实际电压值，根据实际电压值和基准电压值发出恒流驱动信号至能量切换开关组；

步骤508，通过主控制单元控制能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组将存储的能量储存在反激式变压器的初级线圈；

步骤510，通过反激式变压器的初级线圈将存储的能量传递给其次级线圈，通过次级线圈将该能量传递给储能电容；

步骤512，通过储能电容将存储的能量传递给串联电池组，以实现储能电容对串联电池组充电；

步骤514，通过主控制单元根据实际电流值控制能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供储能电容对单体电池充电，直到每个单体电池输出的实际电流值相同，并发出恒压充电指令至电池监测单元；

步骤516，通过电池监测单元将数字电压信号转换成实际电压值，并根据实际电压值控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组中的待放电的各个单体电池放电，直到每个单体电池输出的实际电压值相同。

本发明提供的适用于串联电池组的主被动混合均衡电路的充电控制方法，结合主动均衡电路和被动均衡电路对串联电池组进行混合分段充电。具体地，在恒流充电阶段采用主动均衡电路，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，与传统单一的均衡电路相比，均衡效果更加理想，同时提出反激式变压器储能拓扑结构，在主动均衡过程中通过反激式变压器进行能量的存储，实现了储能电容与串联电池组之间的能量无损耗传递，以及串联电池组对特定的单体电池进行能量传递；进一步地，该串联电池组的主被动混合均衡电路与传统主动均衡控制电路相比，无需繁琐的能量切换开关组进行单体电池与单体电池之间能量的传递，因此控制算法更加简单；进一步地，在被动均衡控制电路中，采用接地滤波电路对串联电池组采集到的模拟信号进行滤波处理，该滤波电路可以提高对串联电池组电压纹波的抑制水平，从而提高采集信号的精度和稳定性，进而增加了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性。

在本发明的一个实施例中，该充电控制方法还包括：在所述均衡电路上电后，通过接地滤波电路对每个单体电池输出的模拟温度信号进行过滤，并输出过滤后的模拟温度信号；通过电池监测单元采集所述过滤后的模拟温度信号，并将所述过滤后的模拟温度信号转换成数字温度信号，将所述数字温度信号发送至主控制单元；通过所述主控制单元接收所述数字温度信号，并将所述数字电流信号转换成实际温度值；当所述实际温度值大于等于上限温度值时，通过所述主控制单元控制所述能量切换开关组中的每个开关元件关断，以供所述储能电容停止给串联电池组充电，以及通过所述电池监测单元控制所述放电开关组中的每个开关元件导通，以供所述串联电池组中的每个单体电池放电。

在本实施例中，通过对每个单体电池的实际温度值进行监测，当实际温度值大于等于上限温度值时，通过主控制单元控制能量切换开关组中的每个开关元件关断，以供储能电容停止给串联电池组充电，以及通过电池监测单元控制所述放电开关组中的每个开关元件导通，以供串联电池组中的每个单体电池放电，上述控制充电方法在串联电池组1中存在单体电池出现充电异常时，可以防止异常情况影响整个串联电池组的工作状态，进而导致该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性下降。

如图6所示，一种计算机装置600包括：存储器602、处理器604及存储在存储器602上并可在处理器604上运行的计算机程序，处理器604执行计算机程序时实现如上述任一实施例中的充电控制方法的步骤。

本发明提供的计算机装置600，处理器604执行计算机程序时，结合了主动均衡电路和被动均衡电路对串联电池组进行混合分段充电。具体地，在恒流充电阶段采用主动均衡电路，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，与传统单一的均衡电路相比，均衡效果更加理想，同时提出反激式变压器储能拓扑结构，在主动均衡过程中通过反激式变压器进行能量的存储，实现了储能电容与串联电池组之间的能量无损耗传递，以及串联电池组对特定的单体电池进行能量传递；进一步地，该串联电池组的主被动混合均衡电路与传统主动均衡控制电路相比，无需繁琐的能量切换开关组进行单体电池与单体电池之间能量的传递，因此控制算法更加简单；进一步地，在被动均衡控制电路中，采用接地滤波电路对串联电池组采集到的模拟信号进行滤波处理，该滤波电路可以提高对串联电池组电压纹波的抑制水平，从而提高采集信号的精度和稳定性，进而增加了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性。

本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中的充电控制方法的步骤。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时，结合了主动均衡电路和被动均衡电路对串联电池组进行混合分段充电。具体地，在恒流充电阶段采用主动均衡电路，在恒压充电阶段采用被动均衡电路，与传统单一的均衡电路相比，均衡效果更加理想，同时提出反激式变压器储能拓扑结构，在主动均衡过程中通过反激式变压器进行能量的存储，实现了储能电容与串联电池组之间的能量无损耗传递，以及串联电池组对特定的单体电池进行能量传递；进一步地，该串联电池组的主被动混合均衡电路与传统主动均衡控制电路相比，无需繁琐的能量切换开关组进行单体电池与单体电池之间能量的传递，因此控制算法更加简单；进一步地，在被动均衡控制电路中，采用接地滤波电路对串联电池组采集到的模拟信号进行滤波处理，该滤波电路可以提高对串联电池组电压纹波的抑制水平，从而提高采集信号的精度和稳定性，进而增加了该串联电池组的主被动混合均衡电路的工作可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。