[发明专利]一种模块化电池间均衡电路结构与方法

权利要求书

1.一种模块化电池间均衡电路结构，其特征在于，该电路结构包括两个以上的电池单体B_ij、变压器T、开关MOSFET以及直流母线电容C_i；其中，

所有电池单体B_ij串联连接，i＝1～n，j＝1～m，每个电池单体B_ij均串联一个开关MOSFETM_ij，每相邻m个电池单体形成一组模组，m＝2、3、…，模组内部电池通过变压器T正激耦合，构成变压器初级多绕组，变压器T初级绕组和次级绕组反激耦合，次级绕组与直流母线电容C_i并联，模组之间经过直流母线传递能量，闭合开关MOSFET M_i，选择模组进行充电，模组内部通过正激耦合实现组内电池均衡，实现能量在模块化电池间的传递；

变压器T由m+1股绕组绕制而成，其中m股同向绕制，实现正激功能；剩余一股反向绕制，实现反激功能；所述的直流母线电容C_i为电解质电容或薄膜电容，实现储能和滤波作用。

2.根据权利要求1所述的一种模块化电池间均衡电路结构，其特征在于，开关MOSFETM_ij和M_i均为N沟道MOSFET，或者为P沟道MOSFET。

3.权利要求1或2所述的一种模块化电池间均衡电路结构的均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，动力电池包内相邻m个电池形成一个电池模组，共分为n组；

第二步，利用电流传感器对每一模组的电流进行检测；

第三步，根据相应算法估计每一电池模组的平均状态；

第四步，确定两组需要均衡的电池，一组为高压电池，一组为低压电池，在两个电池模组之间进行均衡；

第五步，如果电池模组p平均能量高于电池模组q的平均能量，则电池模组p向电池模组q放电，且p、q≤n；

第六步，均衡后延时一段时间，返回第二步继续执行。

4.根据权利要求3所述的一种模块化电池间均衡电路结构的均衡方法，其特征在于，获取需要均衡电池模组的方法为基于电压方法、基于SOC方法或基于剩余电量方法选取。

5.根据权利要求3所述的一种模块化电池间均衡电路结构的均衡方法，其特征在于，高能电池模组p向低能电池模组q放电，电路稳态时的步骤为：

第1步，闭合高能的电池模组p内电池单体两侧所对应的开关MOSFET M_pj，同时闭合低能的电池模组q对应变压器Tq次级绕组所对应的开关MOSFETM_q；此时，高能电池模组p内电池单体B_pj、导通的开关MOSFETM_pj以及变压器Tp初级绕组L_pj形成闭合环路状态，电池模组p将能量储存在变压器Tp初级绕组L_pj中；直流母线电容C_i，低能电池模组q对应变压器Tq次级绕组L_q，导通的开关MOSFETM_q形成闭合环路，直流母线电容C_i向变压器Tq次级绕组L_q释放上一时刻存储的能量；

第2步，断开高能的电池模组p内电池单体对应的开关MOSFETM_ij，同时断开低能的电池模组q对应变压器Tq次级绕组所对应的开关MOSFETM_q；高能电池模组p对应变压器Tp次级绕组L_p感应出的电动势，并将存储的能量释放至直流母线电容C_i中，低能电池模组q对应变压器Tq初级多绕组L_qj感应出电动势，并将存储的能量释放给低能电池单体B_qj；其中，系统中所有MOSFET均处于关断状态，对应电池电流均降为零，从而保证电路工作于断续工作模式。

6.根据权利要求3所述的一种模块化电池间均衡电路结构的均衡方法，其特征在于，在均衡过程中，由于同一模组电池中，m个单体电池对应的变压器正激耦合，因此当所需均衡的电池模组中单体电池对应的开关同时导通时，能量在m个单体电池间转移，以达到平衡状态。