[发明专利]一种基于电感电容准谐振的均衡电路及其控制方法

权利要求书

1.一种基于电感电容准谐振的均衡电路，其特征在于：包括电池组、电感电容准谐振单元，还包括连接电池组与电感电容准谐振单元的选通开关网络，以及主控制器；其中

所述电池组为n个电池Bi串联而成，i＝1,2，…，n；

所述电感电容准谐振单元包括电感Lr、电容Cr、开关管S、二极管D；其中电感Lr与电容Cr串联后组成支路A，开关管S与二极管D串联后组成支路B，支路A和支路B并联后的一端为均衡直流母线的正极，另一端为均衡直流母线的负极；

所述选通开关网络包括2n个双向可控开关，分为左右两组S1a、S2a、…、Sia、…、Sna与S1b、S2b、…、Sib、…、Snb，所述双向可控开关Sia与Sib一一对应，i＝1,2，…，n；双向可控开关Sia的一端连接于电池Bi的正极，另一端连接于电感电容准谐振单元的均衡直流母线的正极；双向可控开关Sib的一端连接于电池Bi的负极，另一端连接于电感电容准谐振单元的均衡直流母线的负极；

所述双向可控开关由两个n沟道MOSFET反向串联组成，或者由一个n沟道MOSFET与一个p沟道MOSTET正向串联组成；

所述主控制器发出的开关控制信号连接到所述2n个双向可控开关Sia、Sib与电感电容准谐振单元中的开关管S，用来控制双向可控开关Sia、Sib与开关管S的导通与关断；

所述开关管S与二极管D串联后，构成一个单向可控的开关。

2.一种如权利要求1所述的基于电感电容准谐振的均衡电路的控制方法，其特征在于：包含以下步骤：

步骤1：所述主控制器通过电压采样电路采集各电池电压，确定电压最高的单体电池Bi_max与电压最低的电池Bj_min；

步骤2：一个开关周期内，首先开通双向可控开关Sia与Sib，单体电池Bi被选通到电感电容准谐振单元的均衡直流母线上，电池Bi给电感电容准谐振单元的电感电容串联电路充电；

步骤3：随后，关断双向可控开关Sia与Sib，开通双向可控开关Sja与Sjb，单体电池Bj被选通到电感电容准谐振单元的均衡直流母线上，电感电容准谐振单元的电感电容串联电路放电给电池Bj；

步骤4：最后，关断双向可控开关Sja与Sjb，开通开关管S，电感电容准谐振单元的电感电容串联电路通过开关管S与二极管D，进行半个周期的谐振；

步骤5：在一个均衡步长时间内，循环步骤2-4；

步骤6：循环步骤1-5直至满足均衡结束条件。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述主控制器，其发出的开关控制信号，通过驱动电路连接到选通开关网络中双向可控开关与电感电容准谐振单元中的开关管S。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述开关控制信号为三路频率相同、占空比均为33.3％、相位依次相差120度的单极性方波信号；开关频率f_r为电感电容串联准谐振频率。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述电池组中电池是二次电池，包括锂离子电池、铅酸电池、超级电容器、镍氢电池。