[发明专利]汽车电池管理系统主动均衡矩阵开关的供电及驱动电路

说明书

本申请公开了一种汽车电池管理系统主动均衡矩阵开关的供电及驱动电路。所述供电及驱动电路包括升压电路、恒流源电路和驱动器；所述升压电路包括第一输入端和第一输出端；所述恒流源电路包括恒流驱动信号输出端；所述升压电路的第一输入端用于与矩阵开关电路的电池组的正极连接；所述升压电路的第一输出端与所述恒流源电路连接，以为所述恒流源电路驱动所述矩阵开关电路提供高电位；所述恒流源电路的恒流驱动信号输出端用于与所述矩阵开关电路连接，以驱动所述矩阵开关电路；所述驱动器用于控制所述恒流源电路输出恒流驱动信号。所述电池管理系统和所述汽车均包括所述供电及驱动电路。本申请可降低EMI且可有效地避免误导通。

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，特别涉及一种汽车电池管理系统主动均衡矩阵开关的供电及驱动电路。

背景技术

随着电动汽车行业的快速发展，电动汽车对电池的使用寿命和续航里程的要求也越来越高。由于锂电池的生产一致性问题导致电池组的各个单体电压在工作过程中会存在差异。为了延长电池的使用寿命及保证电池安全性，需要检测电池组的各单体电池电压以及使不一致的单体电池进行均衡充放电，使各单体电池电压值保持一致。由于被动均衡属于能量消耗型技术且存在均衡能力低、功能少等局限性，故引入了主动均衡技术。主动均衡技术属于能量转移型技术，具有效率高、均衡能力强等优势；但该技术也引入了新的问题，如EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)较大、整体结构复杂，尤其是矩阵开关的驱动控制。

目前主动均衡的开关矩阵的控制方式均采用辅助电源供电及光隔离器件控制实现。辅助电源为隔离光耦副边供电，为矩阵开关中的MOS管提供驱动电压；每个隔离光耦控制一对选通的MOS管，需要N+1个隔离光耦(N为电池个数)；当某个单体电池需要均衡时，需打开其正负极的矩阵开关，使其进入公共回路，通过换向开关与主变换拓扑实现能量的交换；控制电池正负极的矩阵开关，需要通过在原边控制隔离光耦发光二极管的开通，从而使隔离光耦副边的三极管导通，使辅助电源直接驱动矩阵开关MOS；多串电池中，只能有单独一个电池正负极的矩阵开关打开。该控制方式的电路结构复杂，导致成本较高，且辅助电源的引入会产生较大的EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请提出一种汽车电池管理系统主动均衡矩阵开关的供电及驱动电路，可有效地避免误导通。

在第一方面，本申请提供一种电池管理系统主动均衡矩阵开关的供电及驱动电路，包括升压电路、恒流源电路和驱动器；所述升压电路包括第一输入端和第一输出端；所述恒流源电路包括恒流驱动信号输出端；

所述升压电路的第一输入端用于与矩阵开关电路的电池组的正极连接；

所述升压电路的第一输出端与所述恒流源电路连接，以为所述恒流源电路驱动所述矩阵开关电路提供高电位；

所述恒流源电路的恒流驱动信号输出端用于与所述矩阵开关电路连接，以驱动所述矩阵开关电路；

所述驱动器用于控制所述恒流源电路输出恒流驱动信号。

在一些优选的实施方式中，所述恒流源电路包括驱动开关管；所述驱动开关管与所述恒流驱动信号输出端连接；所述驱动器用于控制所述驱动开关管开通或关断。

在一些优选的实施方式中，所述升压电路的具体形式包括多级电荷泵电路和boost升压电路。

在一些优选的实施方式中，所述恒流源电路包括限流电阻、稳压管和主恒流电路；