[发明专利]一种网格结构开关电容的电池组均衡器及其实现方法

权利要求书

1.一种网格结构开关电容的电池组均衡器，其特征是：包括微控制器以及N个电池单体、2N个开关电容和N个半桥电路，其中，每个半桥电路对应并联在一个电池单体上，每个半桥电路由微控制器驱动；

2N个开关电容以网格结构连接，形成N个开关电容围绕同一个节点中心圆周分布，另外N个开关电容依次与围绕同一个节点中心圆周分布的N个开关电容中的 两个连接，形成正多边形网状结构，正多边形网状结构的每个顶点处分别连接于所述N个半桥电路的中点；

所述N个半桥电路之间通过2N个 开关电容组成的网格结构分支两两相互连接。

2.如权利要求1所述的一种网格结构开关电容的电池组均衡器，其特征是：所述微控制器包括脉冲宽度调制PWM信号输出端；所述脉冲宽度调制PWM信号输出端发送一对状态互补的高频PWM信号，PWM+和PWM-。

3.如权利要求2所述的一种网格结构开关电容的电池组均衡器，其特征是：所述脉冲宽度调制PWM信号输出端通过驱动电路连接半桥电路，用于产生半桥电路中各MOS管开关的控制驱动信号。

4.如权利要求1所述的一种网格结构开关电容的电池组均衡器，其特征是：所述半桥电路由两个串联连接的MOSFET组成，其中第一MOS管的漏极连接于一节电池单体的正极，第二MOS管的源极连接于该电池单体的负极。

5.应用如权利要求1-4中任一项所述的基于网格结构开关电容的电池组均衡器的实现方法，其特征是：微控制器的脉冲宽度调制PWM信号输出端发送一对状态互补的PWM信控制N个半桥电路中上端和下端MOS管交替导通，工作于两个状态：

工作状态I：当所述N个半桥电路上端MOS管导通、下端MOS管关闭时，所述开关电容与串联电池组中上端的N-1节电池单体并联；

工作状态II：当所述N个半桥电路下端MOS管导通、上端MOS管关闭时，所述开关电容与串联电池组中下端的N-1节电池单体并联；

经过这两个状态的交替工作，实现了能量从任意电压较高的电池单体到任意电压较低的电池单体的同时、直接和自动传递。

6.如权利要求5中所述的实现方法，其特征是：工作状态I中，电压较高的电池单体给开关电容充电，同时开关电容给电压较低的电池单体充电。

7.如权利要求5中所述的实现方法，其特征是：工作状态II中，电压较高的电池单体给开关电容充电，同时开关电容给电压较低的电池单体充电。