[发明专利]电池组的均衡电路及方法

权利要求书

1.一种电池组的均衡电路，电池组由至少两个单体电池串接而成，其特征在于，还包括电池管理单元、可控双向开关阵列模组和能量转移模块；所述能量转移模块包括充电单元、放电单元和超级电容模块，所述充电单元与所述超级电容模块连接构成所述超级电容模块的充电回路，所述放电单元与所述超级电容模块连接构成所述超级电容模块的放电回路；

所述可控双向开关阵列模组，用于根据所述电池管理单元的均衡控制指令来导通或断开所述单体电池与所述超级电容模块之间的电连接；

所述超级电容模块，用于为满足均衡条件的单体电池充放电；

所述电池管理单元，用于实时检测所述超级电容模块的电压，通过控制所述充电回路的导通或断开以及所述放电回路的导通或断开，使得所述超级电容模块的电压等于电池组的平均电压值；还用于实时检测出满足均衡条件的单体电池，并向所述可控双向开关阵列模组发出均衡控制指令；

所述充电单元，用于在所述超级电容模块的电压低于电池组的平均电压值时，为所述超级电容模块充电；

所述放电单元，用于在所述超级电容模块的电压高于所述电池组的平均电压值时，使得所述超级电容模块通过所述放电单元进行放电。

2.如权利要求1所述的电池组的均衡电路，其特征在于，所述可控双向开关阵列模组包括至少三个由所述电池管理单元控制闭合与断开的第一开关元件；

每个所述单体电池的正极通过所述第一开关元件与所述超级电容模块的一端连接，每个所述单体电池的负极通过所述第一开关元件与所述超级电容模块的另一端连接。

3.如权利要求1所述的电池组的均衡电路，其特征在于，所述放电单元包括第二开关元件和负载电阻元件；

所述超级电容模块的一端通过所述第二开关元件与所述负载电阻元件的一端连接，所述负载电阻元件的另一端与所述超级电容模块的另一端连接；

所述电池管理单元通过控制所述第二开关元件来导通或断开所述超级电容模块的放电回路。

4.如权利要求1所述的电池组的均衡电路，其特征在于，所述充电单元包括车载电源和可控稳压模块；

所述车载电源通过所述可控稳压模块为所述超级电容模块充电，所述电池管理单元通过控制所述可控稳压模块来导通或断开所述超级电容模块的充电回路。

5.如权利要求4所述的电池组的均衡电路，其特征在于，还包括电源转换器，所述电源转换器的输入端与所述电池组连接，所述电源转换器的输出端与所述车载电源连接进而为所述车载电源供电。

6.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的电池组的均衡电路，其特征在于，所述超级电容模块为一个超级电容或者由多个超级电容串联组成。

7.一种电池组的均衡方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一：实时检测超级电容模块的电压，通过导通或断开所述超级电容模块的充电回路和放电回路，使得超级电容模块的电压等于电池组的平均电压值；以及

步骤二：实时检测电池组中各单体电池的电压，对其中满足均衡条件的单体电池，通过对可控双向开关阵列模组进行控制，使得所述超级电容模块为满足均衡条件的单体电池充放电。

8.如权利要求7所述的均衡方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：

按照预定的均衡策略，依次对满足均衡条件的单体电池充放电：对于满足均衡条件的单体电池，估算该单体电池的电压值达到整个电池组的平均电压值时所需的时间，据此控制所述可控双向开关阵列模组中与所述单体电池相对应的第一开关元件的闭合时间，由所述超级电容模块通过该第一开关元件对当前的单体电池充放电。

9.如权利要求8所述的均衡方法，其特征在于，所述均衡条件具体为：单体电池的电压值与整个电池组的平均电压值之差的相对值大于预设的系统控制策略参数值，系统控制策略参数值设定在0～100mV范围内。

10.如权利要求8所述的均衡方法，其特征在于，所述步骤二中，当电池组中有两个以上的单体电池同时满足均衡条件时，按照编号大小、与平均电压值的电压差值大小进行排序，按照顺序对满足均衡条件的单体电池充放电；或者，按照先充电后放电或先放电后充电的顺序对满足均衡条件的需充电的单体电池以及需放电的单体电池充放电。