[发明专利]一种准谐振交错开关电容电池均衡电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种准谐振交错开关电容电池均衡电路及其控制方法。均衡电路包括电池组1、电池组2、均衡子电路1、均衡子电路2和均衡子电路3；将2n个电池构成的串联电池组分为电池组1和电池组2；均衡子电路1与电池组1相连，均衡子电路2与电池组2相连，均衡子电路3与电池组1、电池组2相连。用一对频率固定、占空比互补且带有死区时间的驱动信号分别控制均衡子电路1中均衡子电路2中和均衡子电路3中开关管的导通与关断，使高压电池的能量通过均衡电容向低压电池传输，实现各电池电压的自动均衡。本发明缩短了任意两个电池间的均衡路径，而且为不能直接均衡的任意两个电池提供两条均衡通路，消除了电池数量对均衡速度的影响。

技术领域

本发明涉及锂电池电压均衡技术领域，尤其是一种准谐振交错开关电容电池均衡电路及其控制方法。

背景技术

由于具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应等优势，锂电池作为储能器件，被广泛应用于电动汽车、分布式发电、智能微电网等大电压场合。然而，单个锂电池的电压很低，在应用时需要将大量的锂电池串、并联组成电池组，以满足负载的电压和功率需求。然而由于制造的原因，电池在内阻、电压、容量等方面具有不一致性，而且随着电池的使用以及工作温度的不同，这种不一致性会逐渐加重，造成电池的过充和过放，浪费电池的可用容量、加速电池的老化、缩短电池的使用寿命，甚至产生火灾、爆炸等安全问题。为了延长电池的使用寿命，需要在电池组中加入电池均衡电路。

近年来，多种电池均衡电路拓扑被提出，根据电路的拓扑结构，可以将均衡电路分为能量耗散型和非能量耗散型。能量耗散型均衡电路是使用电阻等耗能元件将高压电池中的能量消耗，以实现电池组中电池电压的均衡。非耗散型均衡电路是利用电容、电感等非耗能元件作为传能媒介，实现能量从高压电池到低压电池的传输。非耗散型均衡电路又可以分为基于电容型、基于电感型和基于变压器型的电路。其中基于电感和基于变压器的均衡电路具有均衡速度快的优点，但是由于使用电感和变压器作为传能器件，使得电路的体积大、重量大、成本高，且电感及变压器中的磁化能量会使得开关管两端的电压应力增加，降低了系统的可靠性。基于电容的传统开关电容均衡电路虽然具有结构简单、控制简单、体积小等优点，但是存在均衡速度慢的问题。

发明内容

为解决传统开关电容电池均衡电路均衡速度慢的问题并提高均衡电路的效率，本发明提供了一种准谐振交错开关电容电池均衡电路及其控制方法。

本发明所采用的技术方案是：