[发明专利]电池均衡电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池均衡技术领域，特别是涉及一种电池均衡电路及对电池进行均衡的方法。

背景技术

作为直流电压源的电池组一般包含多个串联的电池单元。在电池组的使用过程中，反复的充放电可能会导致每个电池单元的电压出现差异。当一个或多个电池单元的充电速度比电池组中其他电池单元的充电速度更快或者更慢时，即产生了不均衡的情况。

图1所示为一种传统的电池均衡电路100的示意图。其中，包括第一电池单元102和第二电池单元103在内的多个电池单元串联连接。第一电池单元102的正端(阳极)通过电阻108与控制器110的端口BAT1耦合。第一电池单元102的负端(阴极)通过电阻106与控制器110的端口BAT0耦合。在控制器110内，内部分流通路与第一电池单元102并联。该内部分流通路包括分流控制开关104。控制器110通过控制信号DRV1控制分流控制开关104。第二电池单元103的正端通过电阻112与控制器110的端口BAT2耦合。第二电池单元103的负端通过电阻108与控制器110的端口BAT1耦合。在控制器110内，内部分流通路与电池单元103并联。该内部分流通路包括分流控制开关116。控制器110通过控制信号DRV2控制分流控制开关116。

当有不均衡的情况发生时，例如，第一电池单元102的电压比电池组中其他电池单元的电压更高，控制器110接通开关104，导通流经内部分流通路的分流电流，从而使得对第一电池单元102的充电速度减缓，使得电池组各电池单元的电压趋向于均衡。然而，这种方法的缺点在于，分流电流产生的热量会在控制器110内部累积，有可能损坏控制器110。

图2所示为另一种传统的电池均衡电路200的示意图。图2中与图1编号相同的部件具有类似的功能。第一电池单元102的正端通过电阻208与控制器210的端口BAT1耦合。第一电池单元102的负端通过电阻206与控制器210的端口BAT0耦合。外部分流通路与第一电池单元102并联。该分流通路包括串联的电阻201和分流控制开关204(如N沟道金属氧化物半导体场效应管，NMOSFET)。控制器210通过专用引脚CB1控制分流控制开关204。第二电池单元103的正端通过电阻212与控制器210的端口BAT2耦合。第一电池单元102的负端通过电阻208与控制器210的端口BAT1耦合。外部分流通路与第二电池单元103并联。该分流通路包括串联的电阻214和分流控制开关216(如NMOSFET)。控制器210通过专用引脚CB2控制分流控制开关216。

当有不均衡的情况发生时，例如，第一电池单元102的电压比电池组中其他电池单元的电压更高，控制器210接通开关204，导通流经外部分流通路的分流电流，从而使得对第一电池单元102的充电速度减缓，使得电池组各电池单元的电压趋向于均衡。然而，这种方法的缺点在于，每一个电池单元都需要一个专用的引脚控制对应的分流控制开关(如第一电池单元102对应引脚CB1，第二电池单元103对应引脚CB3)，因而增加了制造成本。

图3所示为又一种传统的电池均衡电路300的示意图。图3中与图1、图2编号相同的部件具有类似的功能。在电池均衡电路300中，第一电池单元102的正端通过电阻308与控制器310的端口BAT1耦合，第一电池单元102的负端通过电阻306与控制器310的端口BAT0耦合。外部分流通路与第一电池单元102并联。该分流通路包括串联的电阻301和分流控制开关(如三极管302)。三极管302的导通状态由电阻306上的压降决定。第二电池单元103的正端通过电阻313与控制器310的端口BAT2耦合，第二电池单元103的负端通过电阻308与控制器310的端口BAT1耦合。外部分流通路与第二电池单元103并联。该分流通路包括串联的电阻314和分流控制开关(如三极管304)。三极管304的导通状态由电阻308上的压降决定。

在控制器310内，内部开关312耦合于端口BAT1和BAT0之间。内部开关316耦合于端口BAT2和BAT1之间。控制器310通过控制信号DRV1控制内部开关312，通过控制信号DRV2控制内部开关316。