[发明专利]均衡式充放电装置及方法

说明书

本发明提供一种均衡式充放电装置及方法，涉及电池充放电管理领域，能够以较简单的电路结构，实现充放电自动均衡。所述装置具备：串联的多节电池；电感变压器，其具有原边绕组及分别与多节电池并联的多个次级绕组；多个开关管，用于将电路切换至不同的充放电模式；以及开关管控制器，用于控制多个开关管的导通与关断；在充放电模式切换为均衡模式的情况下，原边绕组及次级绕组均处于导通状态，次级绕组以不同的电流为每节电池充电；在充放电模式切换为非均衡模式的情况下，原边绕组处于导通状态而次级绕组处于断开状态，原边绕组与多节电池串联，每节电池以相同的电流进行充放电。

技术领域

本发明涉及电池充放电管理领域，更具体地说，涉及一种均衡式充放电装置及方法。

背景技术

多节可充电电池串联而成的电池组，能够提供较高的串联电压，可应用于新能源汽车的电池管理系统，或与新能源汽车匹配的充电桩，无人机飞行器电池充放电管理等充放电装置。

由于各电池单体的充放电特性有差别，为了防止个别电池过充或长期未充满造成电池组的寿命缩短，已知采用电池管理系统(Battery Management System，BMS)，通过分别测量充电过程中每节电池单体的电压并根据所测量得到的电压分别为电池单体进行充电的均衡充电技术。

然而，在实现上述现有技术的过程中，发明人发现，这种均衡充电技术依赖于BMS系统对每节电池单体电压的检测，其实质上是人为地控制充电过程以实现均衡充电的目的。

发明内容

本发明提供一种均衡式充放电装置及方法，其能够在不依赖对电池组的每节电池电压的检测的情况下，以较简单的电路结构，实现充放电自动均衡的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种均衡式充放电装置，具备：

串联的多节电池，

电感变压器，其具有原边绕组及分别与多节电池并联的多个次级绕组，

多个开关管，用于将电路切换至不同的充放电模式，所述充放电模式包括均衡模式与非均衡模式，

以及开关管控制器，用于控制所述多个开关管的导通与关断；

其中，在所述开关管控制器通过控制所述多个开关管的通断，将所述充放电模式切换为均衡模式的情况下，所述原边绕组及所述次级绕组均处于导通状态，所述次级绕组以不同的电流为每节电池充电，

在所述开关管控制器通过控制所述多个开关管的通断，将所述充放电模式切换为非均衡模式的情况下，所述原边绕组处于导通状态而所述次级绕组处于断开状态，所述原边绕组与所述多节电池串联，每节电池以相同的电流进行充放电。

可选地，均衡式充放电装置还具备平衡电感，其与所述原边绕组串联后连接在电源输入输出端口的两端。

可选地，所述电池为N节，所述次级绕组为N个，所述开关管为N+2个，对于每节电池，一个所述次级绕组与一个所述开关管串联后再与该节电池并联，

对于N+2个开关管中未与所述次级绕组串联的第一开关管，其第一端连接N节电池的总正极，第二端连接所述原边绕组的第一端，

对于N+2个开关管中未与所述次级绕组串联的第二开关管，其第一端连接所述原边绕组的第一端，第二端连接所述电源输入输出端口的一端，

在所述开关管控制器控制与所述次级绕组串联的N个开关管及所述第二开关管导通，同时控制所述第一开关管关断时，所述充放电模式被切换为均衡模式，对应于N节所述电池的不同电压，N个所述次级绕组分别以不同的电流为每节电池充电，

在所述开关管控制器控制与所述次级绕组串联的N个开关管及所述第二开关管关断，同时控制所述第一开关管导通时，所述充放电模式被切换为非均衡模式，每节电池以相同的电流进行充放电。