本发明专利技术公开了一种基于Buck‑boost的新型电池均衡电路，包括由多个单体电池串联而成的电池组、电容模块、Buck‑boost模块、测控模块，旨在避免串联电池组“过充”和“过放”的同时提高电池组的最大可用容量。依据均衡能量流向划分的均衡策略各有优缺点，本发明专利技术可以采用各种均衡策略实现串联电池组的充放电均衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池均衡电路领域，具体是一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路。
技术介绍
电池组均衡电路是提升串联电池组容量利用率的同时，保证其使用安全的有效解决途径。从均衡电流的可控性分析，采用电感作为储能元件的均衡方案，其均衡电流的可控性强。从均衡能量流向的角度来看均衡策略大致可以分为：在充放电过程中，均衡能量只能在各相邻单体之间进行转移；在充放电过程中，均衡能量从串联电池组中端电压或SOC最高的电池转移到最低的电池；在充电过程中，均衡能量从串联电池组中端电压或SOC最高的电池转移进电池组；在放电过程中，均衡能量从电池组中转移给端电压或SOC最低的电池。不同的均衡策略各有优缺点，本专利技术基于电感作为储能元件，可以根据电池数目和特性的不同，采取合适的均衡策略用以实现串联电池组的充放电均衡。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，以克服现有均衡电路只能采用一种均衡策略的不足，解决了电池组因单体电池不一致性影响串联电池组系统使用安全性和最大可用容量的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，用于由N个单体电池E1-En串联构成的电池组，其特征在于：包括Buck-boost模块、测控模块，Buck-boost模块包括至少两组均衡储能通道、至少两组均衡放能通道，每组均衡储能通道分别由N个场效应管构成，每组均衡放能通道分别由N个场效应管和至少一个二极管构成，均衡放能通道和均衡放能通道中场效应管分别与电池组单体电池连接，且均衡放能通道和均衡放能通道共用一个电感，所述测控模块测量电池组中每个单体电池的电压、电池组电压、电感电流，测控模块还分别与每个场效应管连接以控制它们导通或关闭。所述的一种基于Buck-boost的新型组电池均衡电路，其特征在于：所述Buck-boost模块包括场效应管K1-Kn，场效应管K1’-Kn’，场效应管Q1-Qn，场效应管Q1’-Qn’，电感L，二极管D1和D2，其中场效应管K1-Kn的漏极一一对应与单体电池E1-En的正极连接，场效应管K1-Kn的源极均与电感L的L1端连接，场效应管K1’-Kn’的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管K1’-Kn’的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q2-Qn的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管Q2-Qn的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q1的源极与单体电池E1的正极连接，场效应管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电感L的L2端连接，场效应管Q1’-Qn’的漏极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管Q1’-Qn’的源极均与二极管D2的正极连接，二极管的D2的负极与电感L的L1端连接，由场效应管K1-Kn、场效应管K1’-Kn’分别构成均衡储能通道，由场效应管Q1-Qn及二极管D1、场效应管Q1’-Qn’及二极管D2分别构成均衡放能通道，两组均衡储能通道和两组均衡放能通道共同电感L。所述的一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，其特征在于：还包括电容模块，电容模块包括单体电容C1-Cn，以及总体电容C总，其中单体电容C1-Cn一一对应与单体电池E1-En并联形成单体电池滤波，总体电容C总与电池组整体并联形成电池组滤波。所述的一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，其特征在于：所述测控模块包括N个单体电压检测单元，3N+1个控制单元，1个电流检测单元，1个电池组电压检测单元，其中单体电压检测单元一一对应连接单体电池E1至En的正负极测量以各个单体电池端电压，电池组电压检测单元连接电池组的正负极以测量电池组两端电压，电流检测单元连接电感L的L1端测量电感电流，控制单元分别连接场效应管K1-Kn，场效应管K1’-Kn’，场效应管Q1-Qn，场效应管Q1’-Qn’的栅极以控制它们导通或关闭。所述的一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，其特征在于：所述的场效应管均为P沟道增强型mosfet。本专利技术的有益效果是：电池组依据不同的均衡策略，通过各开关转换单元设置的储能通道单体电池或电池组的能量抽取到电感之中，通过各开关转换单元设置的放能通道将电感之中存储的能量释放给单体电池或电池组。开关转换单元的设置的储能和放能通道可以开放给任意单体电池或整个电池组，因此，电池组可以依据自身单体电池数目和特性选择合适的均衡策略来实现电池组的充放电均衡。附图说明图1是本专利技术的电路原理图。图2是均衡能量在单体电池之间流动的电路图。图3是均衡能量在单体电池之间流动的充放电控制流程图。图4是均衡能量由单体电池流向电池组的充电均衡的电路图。图5均衡能量由电池组流向单体电池的放电均衡的电路图。图6是均衡能量在电池组与单体电池之间的充放电控制流程图。具体实施方式一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，用于N个单体电池串联而成的电池组，包括电容模块、Buck-boost模块、测控模块。如图1所示，N个单体电池E1至En，以串联的方式连接成电池组，N个单体电容C1至Cn，一一对应并联于单体电池E1至En用于个单体电池滤波，总体电容C总并联于电池组两端用于给电池组滤波；图1虚线框中，Buck-boost模块包括至少两组均衡储能通道、至少两组均衡放能通道，每组均衡储能通道分别由N个场效应管构成，每组均衡放能通道分别由N个场效应管和至少一个二极管构成，均衡放能通道和均衡放能通道中场效应管分别与电池组单体电池连接，且均衡放能通道和均衡放能通道共用一个电感，测控模块测量电池组中每个单体电池的电压、电池组电压、电感电流，测控模块还分别与每个场效应管连接以控制它们导通或关闭。具体的，Buck-boost模块包括N个场效应管K1-Kn，N个场效应管K1’-Kn’，N个场效应管Q1-Qn，N个场效应管Q1’-Qn’，电感L，二极管D1和D2，其中场效应管K1-Kn的漏极一一对应与单体电池E1-En的正极连接，场效应管K1-Kn的源极均与电感L的L1端连接，场效应管K1’-Kn’的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管K1’-Kn’的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q2-Qn的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管Q2-Qn的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q1的源极与单体电池E1的正极连接，场效应管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电感L的L2端连接，场效应管Q1’-Qn’的漏极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管Q1’-Qn’的源极均与二极管D2的正极连接，二极管的D2的负极与电感L的L1端连接，由场效应管K1-Kn、场效应管K1’-Kn’分别构成均衡储能通道，由场效应管Q1-Qn及二极管D1、场效应管Q1’-Qn’及二极管D2分别构成均衡放能通道，两组均衡储能通道和两组均衡放能通道共同电感L。图1中的测控模块具有N单体电压检测单元，3N+1个控制单元，1个电流检测单元，1个电池组电压检测单元。单体电压检测单元的一一对应连接单体电池E1至En的正负极测量各个单体电池端电压，电池组电压检测单元连接电池组的正负极测量电池组两端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于Buck‑boost的新型电池组均衡电路，用于由N个单体电池E1‑En串联构成的电池组，其特征在于：包括Buck‑boost模块、测控模块，Buck‑boost模块包括至少两组均衡储能通道、至少两组均衡放能通道，每组均衡储能通道分别由N个场效应管构成，每组均衡放能通道分别由N个场效应管和至少一个二极管构成，均衡放能通道和均衡放能通道中场效应管分别与电池组单体电池连接，且均衡放能通道和均衡放能通道共用一个电感，所述测控模块测量电池组中每个单体电池的电压、电池组电压、电感电流，测控模块还分别与每个场效应管连接以控制它们导通或关闭。
【技术特征摘要】
1.一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，用于由N个单体电池E1-En串联构成的电池组，其特征在于：包括Buck-boost模块、测控模块，Buck-boost模块包括至少两组均衡储能通道、至少两组均衡放能通道，每组均衡储能通道分别由N个场效应管构成，每组均衡放能通道分别由N个场效应管和至少一个二极管构成，均衡放能通道和均衡放能通道中场效应管分别与电池组单体电池连接，且均衡放能通道和均衡放能通道共用一个电感，所述测控模块测量电池组中每个单体电池的电压、电池组电压、电感电流，测控模块还分别与每个场效应管连接以控制它们导通或关闭。2.根据权利要求1所述的一种基于Buck-boost的新型电池组均衡电路，其特征在于：所述Buck-boost模块包括N个场效应管K1-Kn，N个场效应管K1’-Kn’，N个场效应管Q1-Qn，N个场效应管Q1’-Qn’，电感L，二极管D1和D2，其中场效应管K1-Kn的漏极一一对应与单体电池E1-En的正极连接，场效应管K1-Kn的源极均与电感L的L1端连接，场效应管K1’-Kn’的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管K1’-Kn’的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q2-Qn的源极一一对应与单体电池E1-En的负极连接，场效应管Q2-Qn的漏极均与电感L的L2端连接，场效应管Q1的源极与单体电池E1的正极连接，场效应管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电感L的L2端连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘征宇，孙庆，马亚东，王雪松，汤伟，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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