一种电池管理系统主动均衡拓扑电路、设备及系统技术方案

本申请公开了一种电池管理系统主动均衡拓扑电路、设备及系统。该电路包括：电芯选择阵列、双向BUCK

【技术实现步骤摘要】
一种电池管理系统主动均衡拓扑电路、设备及系统


[0001]本申请涉及电池管理
，尤其涉及一种电池管理系统主动均衡拓扑电路、设备及系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，石油等化石燃料的使用量不断增加，导致环境问题日益严重。寻找污染小、清洁的能源是解决环境问题的主要途径。电动汽车代替燃油车是当今社会发展的主要趋势，而电池作为电动车的能量存储设备必不可少，电池的性能直接关系着电动车的性能，亦决定着电动车的发展前景，亦减少环境污染有着及其重要的作用。
[0003]电池通常由多个电芯串并组成，所以电池的寿命与每节电芯有着密切的关系，长时间运行，电芯的不一致性问题日益严重，久而久之，整个动力电池的寿命将会大大减少。因此，需采取措施提高电芯的一致性，均衡技术油然而生。均衡技术分为主动均衡与被动均衡，被动均衡是高电压的电池消耗能量，从而降低电压，但是电压低的无法实现补充，虽然结构简单，但是局限性大、效率低。主动均衡能够实现高低电压电芯的均衡，功率损耗更低，效率高。因此，主动均衡技术能够很好地解决电芯不一致问题，增加电池的寿命。
[0004]图1为传统的主动均衡拓扑结构，如图所示，此拓扑结构变压器原边为1个绕组，副边有N个绕组(用于为N个电芯充放电)，若电芯增多，则高频变压器的副边绕组亦会增多。由于副边绕组较多，会造成变压器制作困难、成本高、体积大的问题，此外，由于绕组较多可能会使得变压器漏感较大，从而造成的拓扑工作不稳定，功率效率低的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种电池管理系统主动均衡拓扑电路、设备及系统,用于解决多个绕组漏感大、制作困难、体积大等问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种电池管理系统主动均衡拓扑电路，包括：电芯选择阵列、双向BUCK-BOOST电路和双向反激DC/DC电路；
[0007]所述双向反激DC/DC电路用于给电芯充电或放电；
[0008]所述双向BUCK-BOOST电路连接于所述双向反激DC/DC电路和所述电芯选择阵列之间，用于对电芯电压进行升压或降压处理；
[0009]所述电芯选择阵列，用于选通待充电或待放电的电芯。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述双向反激DC/DC电路，包括：高频变压器；
[0011]所述高频变压器的原边为一个绕组，用于通过功率开关管与蓄电池连接；
[0012]所述高频变压器的副边为一个带有中心抽头的绕组，所述副边的两端分别通过不同的功率开关管与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接，所述副边的中心抽头与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输入端连接，通过驱动所述功率开关管实现对不同电芯的充电或放电。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述高频变压器的原边的第一端与第一功率开关管的
漏极连接，所述第一功率开关管的源极与第二功率开关管的源极连接，所述第二功率开关管的漏极与所述蓄电池的正极连接，所述高频变压器的原边的第二端与所述蓄电池的负极连接；
[0014]所述第二功率开关管的漏极与所述高频变压器的原边的第二端之间连接有第一电容；
[0015]所述高频变压器的副边的第一端与第三功率开关管的漏极连接，所述第三功率开关管的源极与第四功率开关管的源极连接，所述第四功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接；
[0016]所述高频变压器的副边的第二端与第五功率开关管的漏极连接，所述第五功率开关管的源极与第六功率开关管的源极连接，所述第六功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接；
[0017]所述高频变压器的副边的中心抽头与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输入端连接。
[0018]在一种可能的实现方式中，使用第一驱动信号驱动所述第一功率开关管和所述第二功率开关管；
[0019]使用第二驱动信号驱动所述第五功率开关管和所述第六功率开关管；
[0020]使用第三驱动信号驱动所述第三功率开关管和所述第四功率开关管。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端与第七功率开关管的漏极连接，所述第七功率开关管的源极与第八功率开关管的源极连接，所述第八功率开关管的漏极与第一电感的第一端连接；
[0022]所述第八功率开关管的漏极还与第九开关管的漏极连接，所述第九开关管的源极与第十开关管的源极连接；
[0023]所述第一电感的第二端与所述第十开关管的漏极分别作为所述双向BUCK-BOOST电路的第一输出端和第二输出端；
[0024]所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端和第二输入端直接连接有第二电容，所述第一输出端和所述第二输出端之间连接有第三电容。
[0025]在一种可能的实现方式中，使用第四驱动信号驱动所述第七功率开关管和所述第八功率开关管；
[0026]使用第五驱动信号驱动所述第九功率开关管和所述第十功率开关管；
[0027]所述第四驱动信号和所述第五驱动信号为互补信号。
[0028]在一种可能的实现方式中，所述电芯选择阵列包括N个电芯选通电路，每个所述电芯选通电路用于选通一个电芯进行充电或放电。
[0029]在一种可能的实现方式中，第2N-1个电芯的正极与第十一功率开关管的漏极连接，所述第十一功率开关管的源极与第十二功率开关管的源极连接，所述第十二功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输出端连接，
[0030]所述第2N-1个电芯的负极与第十三功率开关管的漏极连接，所述第十三功率开关管的源极与第十四功率开关管的源极连接，所述第十四功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输出端连接；
[0031]第2N个电芯的正极与第十三功率开关管的漏极连接，所述第十三功率开关管的源
极与第十四功率开关管的源极连接，所述第十四功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输出端连接；
[0032]所述第2N个电芯的负极与第十五功率开关管的漏极连接，所述第十五功率开关管的源极与第十六功率开关管的源极连接，所述第十六功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输出端连接；
[0033]其中，N为大于等于1的整数。
[0034]第二方面，本申请实施例提供一种电池管理设备，包括如第一方面任一实现方式所述的电池管理系统主动均衡拓扑电路。
[0035]第三方面，本申请实施例提供一种电池管理系统，包括如第二方面所述的电池管理设备。
[0036]在本申请上述实施例中，采用了主动拓扑电路结构，该拓扑结构中的电芯选择阵列可以对待充/放电的电芯进行选择，并在电芯选择阵列和双向反激DC/DC电路之间连接有双向BUCK-BOOST电路，从而不必在DC/DC电路中设置较多数量的副边绕组，避免了由于绕组多可能会导致漏感大使得电路工作不稳定、充/放电效率低的问题，而且还避免了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统主动均衡拓扑电路，其特征在于，包括：电芯选择阵列、双向BUCK-BOOST电路和双向反激DC/DC电路；所述双向反激DC/DC电路用于给电芯充电或放电；所述双向BUCK-BOOST电路连接于所述双向反激DC/DC电路和所述电芯选择阵列之间，用于对电芯电压进行升压或压降；所述电芯选择阵列，用于选通待充电或待放电的电芯。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述双向反激DC/DC电路，包括：高频变压器；所述高频变压器的原边为一个绕组，用于通过功率开关管与蓄电池连接；所述高频变压器的副边为一个带有中心抽头的绕组，所述副边的两端分别通过不同的功率开关管与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接，所述副边的中心抽头与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输入端连接，通过驱动所述功率开关管实现对不同电芯的充电或放电。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述高频变压器的原边的第一端与第一功率开关管的漏极连接，所述第一功率开关管的源极与第二功率开关管的源极连接，所述第二功率开关管的漏极与所述蓄电池的正极连接，所述高频变压器的原边的第二端与所述蓄电池的负极连接；所述第二功率开关管的漏极与所述高频变压器的原边的第二端之间连接有第一电容；所述高频变压器的副边的第一端与第三功率开关管的漏极连接，所述第三功率开关管的源极与第四功率开关管的源极连接，所述第四功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接；所述高频变压器的副边的第二端与第五功率开关管的漏极连接，所述第五功率开关管的源极与第六功率开关管的源极连接，所述第六功率开关管的漏极与所述双向BUCK-BOOST电路的第一输入端连接；所述高频变压器的副边的中心抽头与所述双向BUCK-BOOST电路的第二输入端连接。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，使用第一驱动信号驱动所述第一功率开关管和所述第二功率开关管；使用第二驱动信号驱动所述第五功率开关管和所述第六功率开关管；使用第三驱动信号驱动所述第三功率开关管和所述第四功率开关管。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述双向BUCK-BOOST电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李好时，刘兆斌，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：