[发明专利]一种综合式的锂电池组均衡电路及均衡方法

权利要求书

1.一种综合式的锂电池组均衡电路，其特征是，锂电池组由多节电池串联而成，包括电池B1、电池B2和电池B3；所述锂电池组均衡电路包括A/D采样模块，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，二极管D1、二极管D2，电池B1、电池B2、电池B3，电感L1、电感L2，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3，组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6，光耦1、光耦2、光耦3；

所述A/D采样模块分别接串联锂电池组的每一节电池B1、电池B2、电池B3，所述电容C1、电阻R2组成RC低通滤波电路；所述电阻R1的两端分别接锂电池组的负极和开关管Q1低电位端；

所述电阻R2的一端与电容C1的一端相连接且连接点与所述A/D采样模块相连接，所述电阻R2的另一端与锂电池组中电池B3的正极相连接，所述电容C1的另一端、电阻R3的一端、电容C2的一端相连接且连接点与所述A/D采样模块相连接；电阻R3的另一端与锂电池组中电池B2的正极相连接，电容C2的另一端、电阻R4的一端、电容C3的一端相连接且连接点与所述A/D采样模块相连接；电阻R4的另一端与锂电池组中电池B1的正极相连接，电容C3的另一端、电阻R5的一端、电容C4的一端相连接且连接点与所述A/D采样模块相连接，电阻R5的另一端与锂电池组中电池B1的负极相连接并接地，电容C4的另一端接地；

所述电感L1第一接线端接串联锂电池组中电池B1、电池B2串接点，所述电感L1第二接线端接开关管Q2的低电位端；所述电感L2第一接线端接串联锂电池组中电池B2、电池B3串接点，所述电感L2第一接线端接开关管Q3的低电位端；

所述开关管Q1的高电位端接串联锂电池组中电池B1、电池B2串接点，所述开关管Q2的高电位端接串联锂电池组中电池B2、电池B3串接点，所述开关管Q3的高电位端接串联锂电池组中电池B3的正极。

所述开关管Q1的控制端接组合开关管Q6的结合点，所述开关管Q2的控制端接组合开关管Q5的结合点，所述开关管Q3的控制端接组合开关管Q4的结合点，所述组合开关管Q4的高电压端接电池B3正极；所述组合开关管Q4的低电压端接电池B2、电池B3串接点，所述组合开关管Q4的控制端接光耦1的输出端，所述组合开关管Q5的高电压端接电池B2、电池B3串接点，所述组合开关管Q5的低电压端接电池B1、电池B2串接点，所述组合开关管Q5的控制端接光耦2的输出端，所述组合开关管Q6的高电压端接电池B2、电池B3串接点，所述组合开关管Q6的低电压端接地，所述组合开关管Q6的控制端接光耦3的输出端，所述光耦1、光耦2、光耦3分别接I/O开关信号。

所述二极管D1的负极接开关管Q2的低电位端，所述二极管D1的正极接串联锂电池组中电池B1的负极；所述二极管D2的负极接开关管Q3的低电位端，所述二极管D2的正极接串联锂电池组中电池B2、电池B3的串接点。

2.根据权利要求1所述的一种综合式的锂电池组均衡电路，其特征是，所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3采用P型MOS管，所述P型MOS管的栅极为所述开关管的控制端，所述P型MOS管的漏极为所述开关管的低电位端，所述P型MOS管的源极为所述开关管的高电位端。

3.根据权利要求1和2所述的一种综合式的锂电池组均衡电路，其特征是，所述组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6均采用P型MOS管和N型MOS管组合而成；所述组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6的控制端为P型MOS管和N型MOS管栅极连接点，所述组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6的高电位端为N型MOS管的源极，所述组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6的低电位端为P型MOS管的漏极，所述组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6的结合点为P型MOS管的源极和N型MOS管的漏极连接点。

4.根据权利要求1所述的一种综合式的锂电池组均衡电路，其特征是，所述二极管D1、D2为快恢复二极管，可以适用于高速开关要求，且电路损耗少。

5.根据权利要求1和4所述的一种综合式的锂电池组均衡电路，其特征是，所述电感L1、电感L2的匝数规格完全相同。

6.一种综合式的锂电池组均衡方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1：判断电池是处于涓流充电阶段还是处于静置不放电状态；

步骤2：如果电池是处于涓流充电阶段，判断单体电池的电压是否达到预设的第一均衡阈值，如果是则进行步骤3，如果不是则结束；如果电池是处于静置不放电状态，判断单体电池的电压是否达到预设的第三均衡阈值，如果是则进行步骤3，如果不是则结束；

步骤3：判断相邻的两个单体电池之间的电压差是否达到预设的第二均衡阈值，如果是则进行步骤4，如果不是则结束。

步骤4：根据以上步骤3判断出需要进行均衡的电池，通过I/O开关信号控制组合开关管Q4、组合开关管Q5、组合开关管Q6，使开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3进行开启关闭；电感中的电流只能通过与开关管低电压端相连的二极管充入下一节电池，从而实现了能量的转移。