[发明专利]一种电池均衡电路、控制方法及电池均衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种电池均衡电路及其控制方法及电池均衡系统。

背景技术

单节电池的电压和容量都较低，在实际应用中，系统里难以直接使用，往往需要多节电池串联以提高电压。由于实际生产工艺问题，每个单体电池之间都有差异，会导致有些单体电池提前充满，有些单体电池提前放完，引起安全问题。即使管理系统做得很好，可避免安全问题，但是提前充满、提前放完等使用条件会加速落后电池的衰减，增大单体电池之间的离散性。而电池组的整体性能是受最落后单体电池限制的，最好情况也只能发挥出这个单体的容量。所以电池成组必须解决由单体电池一致性引起的安全、寿命和续航里程等问题。

参考图1所示，为现有的主动均衡的方法，将单个电池电压和电池总电压进行比较，来决定哪个电池要对外分流或要补充能量。以两个电池均衡为例，电池1通过开关电源电路对电池2充电，或者电池2通过开关电源电路对电池1充电。

图1中的虚线框中为一种开关电源电路的实现方式。该电路由两个反激电路组成。开关管M01，二极管D01和变压器T01组成一个反激电路；开关管M02，二极管D02和变压器T02组成另一个反激电路。当电池2的电压高于电池1的电压，电池2需要对外分流时，开关管M02、二极管D02和变压器T02组成的反激电路工作，电池2对电池1和电池2进行充电；开关管M01、二极管D01和变压器T01组成的反激电路停止工作。当电池箱1的电压高于电池箱2的电压，电池箱2需要补充能量时，开关管M01，二极管D01和变压器T01组成的反激电路工作，电池1和电池2对电池2进行充电；控制开关管M02，二极管D02和变压器T02组成的反激电路停止工作。

主动均衡的方式需要开关电源电路，器件多，控制复杂，系统成本高。

参考图2所示，为现有的被动均衡的方法。以两节电池为例，电池1和电池2串联，每节电池都并联一个泄放电路，电池1并联泄放电路U02；电池2并联泄放电路U03。当电池1的电压高于电池2，则泄放电路U02对电池1进行泄放，泄放电路U03不对电池2进行泄放；当电池2的电压高于电池1，则泄放电路U03对电池2进行泄放，泄放电路U02不对电池1进行泄放。被动均衡的方法控制简单，但是电压高的电池中的能量被泄放掉，而没有转移到电压低的电池中，降低了系统效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池均衡电路及其控制方法及电池均衡系统，用以解决主动均衡器件多，控制复杂，系统成本高以及被动均衡系统效率低的问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种电池均衡电路，所述电池均衡电路包括：N节串联连接的电池，第一电池的阳极连接到第二电池的阴极，第二电池的阳极连接到第三电池的阴极，以此类推，第N-1电池的阳极连接到第N电池的阴极，所述第X电池的阳极经过开关S_XP连接到第一电容的正端，阴极经过开关S_XM连接到第一电容的负端，其中，N为大于等于2的自然数，X为从1到N的自然数。

作为可选，所述电池均衡电路还包括均衡控制电路，根据所述第一电池到所述第N电池的电量，控制所述开关S_XP和所述开关S_XM的导通和关断。

作为可选，所述均衡控制电路控制所述第A电池到所述第B电池的总电压对所述第一电容充电，再控制所述第一电容对所述第C电池到第D电池的总电压充电，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N。

作为可选，所述均衡控制电路采样所述第一电池到所述第N电池的每节电池电压，并对采样的电池电压进行比较，根据比较结果，控制所述第A电池到所述第B电池的总电压对所述第一电容充电，再控制所述第一电容对所述第C电池到第D电池的总电压充电，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N。

作为可选，所述均衡控制电路控制所述第A电池到所述第B电池的总电压对所述第一电容充电，再控制所述第一电容对所述第C电池到所述第D电池中的总电压充电，其中1≤A≤B≤N，1≤C≤D≤N，并且周期性地循环该充放电过程。

作为可选，所述均衡控制电路控制所述开关S_AM和所述开关S_BP导通，控制其余所述开关关断，则所述第A电池到所述第B电池对所述第一电容充电；所述均衡控制电路控制所述开关S_CM和所述开关S_DP导通，控制其余所述开关关断，则所述第一电容对所述第C电池到所述第D电池的总电压充电。

作为可选，所述均衡控制电路包括：