[发明专利]控制用于电池的主动平衡系统中的极性

说明书

技术领域

本文所公开的内容总体涉及电子电路，并且具体涉及控制用于电池 的主动平衡系统中的极性。

背景技术

现代的电池组通常包含串联连接的多个电池组电芯。由电池组中的 每个单独的电池电芯产生的输出电压通常根据电池组的其它各个电池 电芯的输出电压变化。这种电压变化量通常由诸如制造变化、温度变化 和其它这样的内部或外部的因素造成的。当多个电池组串联连接以形成 电池模块时，电压变化也在各个电池组之间存在。电压平衡系统对平衡 这种各个电压通常非常有用。然而，这种平衡系统通常会消耗功率，其 降低了储存能量的量，该储存能量的量仍然用于供给耦接到多个电池电 芯和/或电池组的电气系统。

发明内容

一种装置包括变压器、控制器和开关，所述开关耦接在变压器和控 制器之间。该变压器具有初级线圈和次级线圈。该控制器接收电池的电 芯的度量的指示。响应于该指示，控制器输出信号以选择用于平衡电芯 的平衡电流的极性。开关接收来自控制器的信号。响应于该信号，开关 使变压器产生通过初级线圈的所选极性的初级电流。该变压器通过将初 级线圈电感耦接到次级线圈，产生通过次级线圈的平衡电流。该变压器 输出具有用于平衡电芯的极性的平衡电流。

附图说明

图1是以常规开关阵列为基础的主动平衡系统的示意图。

图2是另一种以常规开关阵列为基础的主动平衡系统的示意图。

图3是主动平衡系统的示例实施例示意图。

图4是以第一极性操作的图3的系统的开关控制器的示意图。

图5是以第二极性操作的图3的系统的开关控制器的示意图。

图6是图3的系统的初级侧极性开关的示意图。

图7是用于平衡电池组的图3的系统的替代版本的示意图。

图8是用于平衡多个电池组的图3的系统的替代版本的示意图。

图9是用于平衡多个电池组的图3的系统的另一替代版本的示意 图。

图10是图6的初级侧极性开关的逻辑状态的逻辑图。

具体实施方式

图1是以常规开关阵列为基础的主动平衡系统100的示意图。该系 统100包括开关稳压器140。该开关稳压器140是可操作的，以通过选择 性地施加功率至变压器130，提供用于平衡电池组120的各个电芯的固定 极性的功率。该变压器130将施加的功率转移到电池组120的所选电芯。

该系统100是可操作的，以通过启动与所选电芯关联的次级侧开关 的所选对，分别平衡(例如，充电和/或放电)所选电芯。通过主动平衡 电池组120的各个电芯(例如，相对于在电池组120中的其他电芯的一 个或更多个电压)，调节电池组120自身以提供在电池组120寿命内的最 佳性能。

该电池组120包括多个电芯(例如，电芯121、122、123、124、125、 126、127和128)，因此电池组120是可操作的，以在这些电芯中存储和 提供功率。每个这种电芯都是功率存储装置，诸如化学“电池电芯”，其 中每个电芯都是可操作来充电和放电。可选地，每个这种电芯都能够是 “电池”本身(例如，具有多个电芯)。因此，“单元”能够是电芯或电 池组。

该系统100是可操作的，以控制(例如，启动)次级侧开关(例如， 开关101、102、103、104、105、106、107、108、111、112、113、114、 115、116、117和118)。第一这种次级侧开关是可操作的，以选择地将 电池组120的所选电芯的第一端耦接到变压器130的次级的第一端(例 如，抽头)。第二这种次级侧开关是可操作的，以选择地将电池组120的 所选电芯的第二端(例如，其不同于第一电池端)耦接到变压器130的 次级的第二端(例如，其不同于第一变压器端)。