4及SI被导通时，电流从模块110流向变压器120的初级绕组121，以使得模块110释放能量，并且变压器120存储能量。此后，如图13的(b)所示，当开关Scl、S2、SI及Sc2被导通时，电流从变压器120的次级绕组122流出以使单元BI充电，以使得变压器120释放能量，并且将能量提供给单元BI能量。因此，可执行用于从模块110向单元传输能量的平衡操作执行。如图7所示的实施方式，由于能量通过变压器120的初级绕组121被存储，然后变压器120的能量通过其次级绕组122被释放，所以为变压器120的放电电流的大小“Id”与充电电流的大小“Ic”的比例的电流增益“Id/Ic” 为“1/T”。
[0059]图14是解释用于从模块110向单元Bn传输能量的另一模式(即第三模块至单元模式)的视图。参照图14的(a)，当开关Sml和Sm2被导通时，电流从模块110流向变压器120的次级绕组122，以使得模块110释放能够，并且变压器120存储能量。此后，如图14的(b)所示，当开关Spl、S2、SI及Sp4被导通时，电流从变压器120的初级绕组121流向单元BI，以使得存储在变压器120中的能量被释放，并且能量被提供给单元BI。因此，能够执行用于从模块110向单元传输能量的平衡操作。如图8所示的实施方式，由于能量通过变压器120的次级绕组122被存储在变压器120中，然后变压器120中的能量通过其初级绕组121被释放，所以为变压器120的放电电流的大小“Id”与充电电流的大小“Ic”的比值的电流增益为“T”。
[0060]通过图12至图14，可理解的是，图5中的平衡装置可执行使得能够进行三种模块110至单元能量传输的操作模式。这三种操作模式包括:第一种模式(即第一模块至单元模式)，其中并未利用变压器的匝数比，但变压器120被用作电感器，从而获得电流增益“ I” ；第二种模式(即第二模块至单元模式)，其中利用了变压器的匝数比，从而得到电流增益“1/T”;第三种模式(即第三模块至单元模式)，其中利用了变压器的匝数比，从而得到电流增益“T”。因而，由于提供了各种使得能够进行从模块110至单元或多个单元能量传输的平衡模式，所以可根据执行平衡的环境(诸如包括于模块110中的单元的数量、要充电单元的数量等)选择适当的模式，以使得可提高平衡算法设计的自由度和效率。
[0061]虽然上述实施方式是在对于一个单元进行充电和放电的情况下进行说明的，但是通过开关的适当的开/关操作也可对在单元至单元、单元至模块以及模块至单元模式中的任何一个中的多个单元执行充电和放电。
[0062]根据按照本发明的实施方式的图5中的平衡装置，即使利用比现有技术数量更少的开关也可执行各种从单元或多个单元至单元或多个单元的平衡模式、从单元或多个单元至模块的平衡方式以及模块至单元或多个单元的平衡方式。另外，即使在每个平衡模式中，也可能执行以下模式:电感器模式，其中不受变压器120匝数比的影响，并且变压器120作为电感器操作；以及变压器模式，其中利用了变压器120匝数比。另外，在变压器模式中，可根据需要选择性地使用与变压器120的匝数比成反比的电流增益“1/T”以及与变压器120匝数比成正比的电流增益“1/T”。因此，通过根据本发明的实施方式的图5中的平衡装置，可在低制造成本下执行有效的平衡功能。
[0063]图15示出了根据本发明的实施方式的从图5中的平衡装置修改而来的平衡装置的配置。根据本发明的实施方式的图15所示的平衡装置与图5所示的平衡装置的不同之处在于图15所示的平衡装置没有使用模块开关单元150。模块开关单元150的开关Sml运行以使模块110的“ + ”端子与变压器120的次级绕组122的一个端子相连接，并且开关Sml的功能可被开关Sn+Ι和Scl替代。当使用模块开关单元150的开关Sml时，电流流过一个开关，以使得相比于电流流过两个开关Sn+Ι和Scl的情况，损失被降低了。然而，当开关的数量成为负担时，开关Sml可被去除。同样，模块开关单元150的开关Sm2也可由开关SI和Sc2替代，并且可通过考虑开关数量和损失来决定是否使用开关Sm2。根据本发明的实施方式的图15所示的平衡装置可在根据本发明实施方式的图5中的平衡装置可在其中工作的所有模式下工作。因而，即使使用数量少的开关，图15中的平衡装置也可执行有效的平衡功能。
[0064]图16示出了根据本发明的另一实施方式的从图5中平衡装置修改而来的平衡装置的配置。根据本发明的另一实施方式的图16所示的平衡装置与图5所示的平衡装置的不同之处在于图16所示的平衡装置没有使用辅助开关单元160。根据图16中的实施方式，不能在图16的实施方式中利用使用辅助开关单元160的平衡操作模式的一部分，但可减少开关的数量。因此，当价格和尺寸由于开关的数量而成为负担时，图16所示的实施方式可能是一个替代方案。
[0065]图17是说明根据本发明的另一实施方式的从图5中平衡装置修改而来的平衡装置的配置的电路图。与图5所示的平衡装置相比，图17所示的平衡装置在辅助开关单元160中额外包括开关Sc3和Sc4。开关Sc3运行以将变压器120的次级绕组122的未用点标记的端子连接至共同节点I，并且开关Sc4运行以将变压器120的次级绕组122的用点标记的端子连接至共同节点2。由于辅助开关单元160中额外包括开关Sc3和Sc4，所以当图5所示的平衡装置允许变压器120的次级绕组122的任何一个端子只接入共同节点I和共同节点2中的一个时，图17所示的平衡装置允许变压器120的次级绕组122的每个端子接入共同节点I和共同节点2中的任何一个。因此，变压器120的次级绕组122的每个端子可以至任何方向上(诸如在充电方向上或在放电方向上)接入单元的任何端子，以使得平衡算法设计的自由度增加更多，有效的可执行有效的平衡功能。
[0066]图18示出了根据本发明的另一实施方式的从图17中平衡装置修改而来的平衡装置的配置。根据本发明的实施方式的图18所示的平衡装置与图17所示的平衡装置的不同之处在于图18所示的平衡装置没有使用模块开关单元150。模块开关单元150的开关Sml运行以使模块110的“ + ”端子与变压器120的次级绕组122的一个端子相连接，并且开关Sml的功能可由开关Sn+Ι和Scl替代。当使用模块开关单元150的开关Sml，电流流过一个开关，以使得相比于电流流过两个开关Sn+Ι和Scl的情况，损失被减少了。然而，当开关的数量成为负担时，开关Sml可被去除。同样，模块开关单元150的开关Sm2也可由开关SI和Sc2替代，并且可通过考虑开关数量和损失来决定是否使用开关Sm2。根据本发明的实施方式的图18所示的平衡装置可在所有根据本发明实施方式的图17所示的平衡装置可在其中工作的模式中工作。因而，即使使用数量比图17所示的平衡装置少的开关，图18所示的平衡装置也可执行有效的平衡功能。
[0067]如上所述，根据按照本发明的实施方式的平衡装置和方法，即使使用数量比现有技术少的开关，也可执行所有从单元或多个单元至单元或多个单元、从单元或多个单元至模块以及从模块至单元或多个单元的平衡操作，并且可在每个平衡操作中使用得到各种大小为“1”、“1/T”及“T”的电流增益的操作模式。因而，通过根据本发明的平衡装置和方法，可在低制造成本下执行有效的平衡功能。
[0068]虽然已经用电池单元作为示例给出上述描述，但是电池单元可被示出为能量存储单元。因此，除了电池之外，要进行平衡的能量存储单元可包括一个电池单元、一组电池单元、电池模块或一个或多个能量存储单元。另外，虽然已指定或描述了用于变压器120的初级绕组121和次级绕组122的点的位置，但是用于变压器120的两个绕组的点可被设置在与以上所示不同的位置。当用于初级绕组121和次级绕组122的点的相对位置与上述说明不同时，开关网络170的操作只在通过考虑电流的方向根据当存储在变压器120的能量被释放时点的变化的位置而变化的情况下必须进行控制。
[0069]以上关于平衡操作的描述已经结合示例给出，在示例中，以这种方式执行平衡，以使得通过一个开关操作使变压器120充电并通过一个开关操作使变压器120放电。然而，当变压器120的充电和放电在一个平衡操作期间(例如在从单元Bn在单元BI的能量传输周期)以短周期重复时，能量传输可在一个方案中执行，诸如脉宽调制(PWM)方案。当使用脉宽调制方案时，可在短周期中重复充电和放电，以使得可减小变压器120的尺寸，可容易地控制所传输的能量的量。
[0070]另外，虽然没有在以下情况中给出上述描述，即在平衡操作期间被从模块110的外部获得充电电流或将放电电流供给至电池模块110的外部，但是即使在平衡操作期间，当从外部获得充电电流，或将放电电流给到外部时，根据本发明的平衡装置也可执行常规操作。然而，根据本发明的平衡装置可被设置为在平衡操作期间不执行常规的