[发明专利]基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路

权利要求书

1.一种基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路，其特征在于，包括电池组、多路复用选择网络、模块均衡器、控制单元及采集单元，其中：

电池组由n个电池模块串联形成，将n个电池模块分别定义为电池模块M₁、M₂、…、M_n；每个电池模块包括串联的m个电池单体，每个电池单体与由控制单元控制的单体均衡器相连；

采集单元，用于采集电池组中每个电池单体的电压信息，将采集到的电压信息发送给控制单元；

多路复用选择网络包括由控制单元控制打开、闭合的4个极性选择开关和n+1个模块选择开关，通过n+1个模块选择开关的通断以选定待均衡的电池模块，再由控制单元控制相对应的极性选择开关打开、闭合，使得被选中的电池模块的输入正极及输入负极与模块均衡器的输出正极及输出负极相连，通过配置极性选择开关和模块选择开关的通断来建立从模块均衡器的输出端到不均衡的电池模块的直接均衡路径；

模块均衡器基于LLC变换器实现，模块均衡器的输入端并联在电池组的两端，模块均衡器的输出端连接到多路复用选择网络。

2.如权利要求1所述的一种基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路，其特征在于，所述单体均衡器为两级结构。

3.如权利要求2所述的一种基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路，其特征在于，每个电池模块包括2^k个所述电池单体，k≥1，每两个相邻的所述电池单体定义为一个电池单体对，则两级结构的单体均衡器包括第一级单体均衡电路及第二级单体均衡电路，其中：每个电池单体对与由两个开关器件一及一个电感一以基本Buck-Boost拓扑的形式串并联构成的第一级单体均衡电路相连，每相邻两个电池单体对进一步与由两个开关器件二及一个电感二以基本Buck-Boost拓扑的形式串并联构成的第二级单体均衡电路相连；开关器件一及开关器件二由所述控制单元控制。

4.如权利要求1所述的一种基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路，其特征在于，所述模块均衡器包括MOS管S₁₄及MOS管S₁₃，MOS管S₁₄的源极连接MOS管S₁₃的漏极，MOS管S₁₄的漏极与所述电池组的正极相连；MOS管S₁₃的源极与所述电池组的负极相连；MOS管S₁₄的源极及MOS管S₁₃的漏极连接至变压器原边上端绕组，电容C_r串联在MOS管S₁₃源极和变压器原边下端绕组之间；MOS管S₁₄及MOS管S₁₃的门极与所述控制单元相连；变压器副边的双绕组的上、下两端分别连接整流二极管D₂和整流二极管D₁，整流二极管D₂和整流二极管D₁的阳极相连并连接到输出电容C_o的下端，变压器副边中间抽头连接到输出电容C_o的上端。

5.如权利要求4所述的一种基于LLC和Buck-Boost的复合型层级电池均衡电路，其特征在于，将4个所述极性选择开关分别定义为极性选择开关kp₁、极性选择开关kp₂、极性选择开关kp₃及极性选择开关kp₄，极性选择开关kp₃及极性选择开关kp₄的一端连接到输出电容C_o的上端，极性选择开关kp₁及极性选择开关kp₂的一端连接到输出电容C_o的下端，极性选择开关kp₂及极性选择开关kp₄的另一端连接至一条公共母线，极性选择开关kp₁及极性选择开关kp₃的另一端连接至另一条公共母线，n+1个所述模块选择开关的一端分别连接相应的公共母线，另一端与相应的所述电池模块相连。