[发明专利]基于LCC谐振变换器的电池均衡电路及方法

说明书

本发明提供了一种基于LCC谐振变换器的电池均衡电路，其特征在于，包括电池组、开关选通网络、LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器、控制单元及采集单元。本发明的另一个技术方案是提供了一种基于LCC谐振变换器的电池均衡方法。本发明通过实时监测每个单体电池的电压，判断需要均衡的电池，再通过选通开关以及均衡电路实现电池组到单体电池的能量转移，从而实现电池均衡。本发明提出的电池均衡系统拓扑结构简单，均衡速度快，控制复杂度低。

技术领域

本发明涉及一种电池均衡电路及均衡方法。

背景技术

由于电池能量和端电压的限制，实际应用中通常需要采用多个电池进行串、并联组合来达到较高的电压和较大的功率输出。而由于电池特性的高度非线性，并且在工作过程中因为温度、内阻和老化的影响，电池的不一致性也将会越来越严重，造成电池组的电压不均衡。这在充放电的过程中会引起过充和过放等问题，并最终将影响电池组的循环使用寿命，严重的甚至可能导致爆炸和火灾。因此，在电池的串并联使用中，需要对一起使用的各单个电池进行均衡。

目前，现有的对电池组中各单个电池进行均衡主要采用以下做法：将电阻并联在电池两端，通过电阻来耗散过充电池的能量。这种方法具有成本低、易于操作的优点。但是这种方法发热量大、散热成本高，无法实现大电流的快速均衡。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能够实现快速均衡的电池均衡电路及采用该电池均衡电路的电池均衡方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于LCC谐振变换器的电池均衡电路，其特征在于，包括电池组、开关选通网络、LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器、控制单元及采集单元，其中：

电池组由N个电池单体串联形成，将N个电池单体分别定义为电池单体Cell₁、Cell₂、…、Cell_N；

采集单元，用于采集电池组中N个电池单体的参数信息，将采集到的参数信息发送给控制单元。

开关选通网络在控制单元的控制下对电池组中需要进行均衡的电池单体进行选择，使得需要进行均衡的电池单体与全波整流电路导通，并保持不需要进行均衡的电池单体与全波整流电路断开；

全波整流电路连接在变压器的副边上，变压器的原边与LCC谐振电路相连，LCC谐振电路连接由控制单元控制的半桥整流电路。

优选地，所述开关选通网络包括2N个由所述控制单元控制打开、闭合的开关，分别定义为开关k₁、k₂、…、k_N、…、k_2N，电池单体Cell_i的正极与开关k_i的一端相连，电池单体Cell_i的负极与开关k_N+i的一端相连，i＝1,2,…,N，开关k_i的另一端及开关k_N+i的另一端连接所述全波整流电路。