[发明专利]一种多功能兼容型主动均衡电路及方法

说明书

本发明公开一种多功能兼容型主动均衡电路，包括开关切换模块、MCU和均与MCU电连接的第一控制电路、第二控制电路，所述第一控制电路、第二控制电路并联后分别通过第一整流滤波电路、第二整流滤波电路与开关切换模块电连接，所述开关切换模块包括若干个开关，每一所述开关分别对应连接一个单体电芯，所述第一控制电路还与蓄电池电连接。本发明可以切换多种主动均衡方式，且适应性强，不管是市面上哪种方式的电池包拓扑，均能适用。

技术领域

本发明涉及新能源电动车的电池管理系统技术领域，特别涉及一种多功能兼容型主动均衡电路及方法。

背景技术

随着新能源电动车越来越普及，市场对新能源电动车的要求不断增强。但业内因为被动均衡技术的局限性，导致均衡电流最大不超过200mA，于是开始向主动均衡进军。主动均衡因为可均衡电流最高达到几十安培，所以在均衡效率提升的同时，危险性和风险性都远远大于被动均衡。目前业内关于主动均衡的做法都并不成熟。

主动均衡按照使用场景，分为包体内均衡和包体间均衡；按照技术方案，则分为单向充电方式和双向均衡方式。所谓的包体内均衡和包体间均衡的区别在于，新能源电动车的一些应用场景，一辆车内并不仅仅只有一箱电池，可能存在2箱甚至多箱，一箱电池称为一个电池包。包体内均衡是整个均衡模块启动后但作用对象仅仅局限于一个电池包，跟其他相邻的电池包几乎没有任何关系。因为包体内均衡只负责管理本箱的电芯，所以软件算法较为简单，相对而言策略的容错度也比较强，冗余设计比较比较大。但正因为其包体内均衡的局限性，如果出现整箱偏高或者整箱偏低的状态，就需要包体间均衡。相对的包体间均衡就是解决每一包体与包体之间的不均衡现象。虽然包体间均衡可以解决以及弥补包体内均衡的不足，但随之而来的软件策略的复杂程度会大大增加，控制环节和开关数量明显增多，需要反馈的信息量成几何倍增，根据自控原理的概述，其风险因子的引入很难规避，整个拓扑的可靠性则大大不如包体内均衡。

根据主动均衡的技术方案来看，电芯一致性一但出现问题，在整个众多电芯当中总有电量最低的以及较低的电芯。而单向充电式则只负责将电量较低的电芯充电使之达到跟最高一串电芯电量相同即可。方案最大的缺点是一但出现有且仅有极个别的几串的电芯过高，则只能充电不能放电，会造成很长的时间才能将所有电芯的电量达到一致。而双向均衡的方案既能充电也能放电，但是双向均衡的控制策略较单向充电式相比较为复杂，要频繁切换开关，容易造成开关的寿命损耗，为整个拓扑方案增加不必要的风险。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多功能兼容型主动均衡电路。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种多功能兼容型主动均衡电路，包括开关切换模块、MCU和均与MCU电连接的第一控制电路、第二控制电路，所述第一控制电路、第二控制电路并联后分别通过第一整流滤波电路和第二整流滤波电路与开关切换模块电连接，所述开关切换模块包括若干个开关，每一所述开关分别对应连接一个单体电芯，所述第一控制电路还与蓄电池电连接。

优选地，所述第一控制电路包括第一隔离IC、第一驱动模块、MOS管Q1和Q2、第一变压器和第二变压器，所述第一隔离IC电连接于MCU的第一SPI通讯接口和第一驱动模块之间，串联的MOS管Q1、第一变压器、第一整流滤波电路和串联的MOS管Q2、第二变压器、第二整流滤波电路并联连接于第一驱动模块和开关切换模块之间。

优选地，所述第二控制电路包括第二隔离IC、第二驱动模块、MOS管Q3和Q4以及分流器，所述第二隔离IC电连接于MCU的第二SPI通讯接口和第二驱动模块之间，所述MOS管Q3和Q4并联连接于第二驱动模块和分流器之间，所述分流器还与第二隔离IC电连接。