一种混合分层的电池均衡电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种混合分层的电池均衡电路。本实用新型专利技术提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、LCC谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用LCC谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，从而实现了对电池组的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果且降低了电路复杂程度。了电路复杂程度。了电路复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
一种混合分层的电池均衡电路


[0001]本技术实施例涉及储能电池技术，尤其涉及一种混合分层的电池均衡电路。

技术介绍

[0002]常见的均衡电路结构主要包括电池串对电池(string
‑
to
‑
cell，S2C)和电池对电池(Cell
‑
to
‑
cell，C2C)两类。其中，C2C均衡电路可实现两个相邻电池单体之间的电量传递和均衡，S2C均衡电路采用多个电池单体共享一个均衡器的方式来减少均衡电路的元件数目。
[0003]现有的均衡方法的均衡效果不好一般仅设置单层均衡，多层均衡的电路复杂难控制。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种混合分层的电池均衡电路，以增强均衡效果且降低电路复杂程度。
[0005]本技术实施例提供了一种混合分层的电池均衡电路，混合分层的电池均衡电路包括：串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器和控制模块；
[0006]每个所述电池模块包括单体均衡器和串联的n个单体电池，所述单体电池与所述单体均衡器连接；
[0007]所述采集模块分别与m个所述电池模块连接，用于采集所述电池模块的模块参数信息和所述单体电池的单体参数信息；
[0008]所述开关选通网络分别与各个电池模块的两极连接，还与所述全波整流电路连接，所述开关选通网络用于对m个所述电池模块中需均衡的所述电池模块进行选择，使得需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间导通，并保持不需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间断开；
[0009]所述全波整流电路与所述变压器的副边连接，所述变压器的原边与所述LCC谐振电路相连，所述LCC谐振电路与所述半桥整流电路连接；
[0010]所述控制模块分别与所述采集模块、所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述半桥整流电路连接，所述控制模块用于根据所述模块参数信息和所述单体参数信息，控制所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述全波整流电路连接的状态，以对需均衡的所述电池模块中的至少一个所述单体电池进行均衡操作。
[0011]可选地，所述开关选通网络包括：与所述电池模块一一对应的第一可控开关和与所述电池模块一一对应的第二可控开关，所述电池模块的正极经对应的所述第一可控开关与所述全波整流电路连接，所述电池模块的负极经对应的所述第二可控开关与所述全波整流电路连接。
[0012]可选地，所述变压器的副边包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的第二端和
第二绕组的第一端连接，作为中间抽头；
[0013]所述全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、滤波电容和滤波电感；第一二极管的阳极与所述第一绕组的第一端连接，第二二极管的阳极与所述第二绕组的第二端连接；所述第一二极管和所述第二二极管的阴极分别与所述滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端分别经各个第一可控开关与各个所述电池模块的正极连接；所述滤波电容连接于所述滤波电容的第一端和所述中间抽头之间；所述中间抽头还分别经各个所述第二可控开关与各个电池模块的负极连接。
[0014]可选地，所述LCC谐振电路包括串联电感、串联电容和并联电容，所述串联电感的第一端与所述半桥整流电路连接，所述串联电感的第二端经所述串联电容与所述变压器的原边的第一端连接，所述并联电容与所述原边并联。
[0015]可选地，所述半桥整流电路包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管的控制端分别与所述控制模块连接；所述第一晶体管的第一端与m个所述电池模块串联所形成的电池模组的总正极连接，所述第一晶体管的第二端与所述串联电感的第一端连接；所述串联电感的第一端还与所述第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第二端分别与所述原边的第二端和所述电池模组的总负极连接。
[0016]可选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为N型场效应管。
[0017]可选地，所述单体均衡器包括与电池对一一对应的单电池均衡电路，其中，一所述电池对包括相邻的两个所述单体电池；所述单电池均衡电路分别与对应所述电池对中的两个所述单体电池的两极连接，所述单电池均衡电路用于对所述电池对中的两个所述单体电池进行均衡。
[0018]可选地，所述单体均衡器还包括与电池串一一对应的多电池均衡电路，其中，一所述电池串包括相邻的两个所述电池对；所述多电池均衡电路分别与对应所述电池串中的两个所述电池对的两极连接，所述多电池均衡电路用于对所述电池串中的两个所述电池对进行均衡。
[0019]可选地，所述单电池均衡电路包括第三晶体管、第四晶体管和第一电感，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联于对应所述电池对的两端之间，所述第三晶体管和所述第四晶体管的连接点与所述第一电感的第一端连接，所述电池对中两个单体电池的连接点与所述第一电感的第二端连接；
[0020]所述多电池均衡电路包括第五晶体管、第六晶体管和第二电感，所述第五晶体管和所述第六晶体管串联于对应所述电池串的两端之间，所述第五晶体管和所述第六晶体管的连接点与所述第二电感的第一端连接，所述电池串中两个所述电池对的连接点与所述第二电感的第二端连接。
[0021]可选地，n＝4，所述单电池均衡电路的数量为2，所述多电池均衡电路的数量为1。
[0022]本技术提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、LCC谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用LCC谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，LCC谐振电路的使用可以降低电路复杂性低。进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，单体均衡器还可以对单体电池或者电池对进行均衡，从而实现了对电池组
的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果且降低了电路复杂程度。
附图说明
[0023]图1为本技术实施例提供的一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
[0024]图2为本技术实施例提供的另一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
[0025]图3为本技术实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
[0026]图4为本技术实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
[0027]图5为本技术实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
[0028]图6为本技术实施例提供的一种对第一电池模块进行均衡的不同状态的电路示意图；
[0029]图7为本技术提供的一种对电池对中的单体电池进行均衡的不同状态的电路示意图；
[0030]图8为本技术提供的一种对电池串中的电池对进行均衡的不同状态的电路示意图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合分层的电池均衡电路，其特征在于，包括：串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器和控制模块；每个所述电池模块包括单体均衡器和串联的n个单体电池，所述单体电池与所述单体均衡器连接；所述采集模块分别与m个所述电池模块连接，用于采集所述电池模块的模块参数信息和所述单体电池的单体参数信息；所述开关选通网络分别与各个电池模块的两极连接，还与所述全波整流电路连接，所述开关选通网络用于对m个所述电池模块中需均衡的所述电池模块进行选择，使得需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间导通，并保持不需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间断开；所述全波整流电路与所述变压器的副边连接，所述变压器的原边与所述LCC谐振电路相连，所述LCC谐振电路与所述半桥整流电路连接；所述控制模块分别与所述采集模块、所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述半桥整流电路连接，所述控制模块用于根据所述模块参数信息和所述单体参数信息，控制所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述全波整流电路连接的状态，以对需均衡的所述电池模块中的至少一个所述单体电池进行均衡操作。2.根据权利要求1所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述开关选通网络包括：与所述电池模块一一对应的第一可控开关和与所述电池模块一一对应的第二可控开关，所述电池模块的正极经对应的所述第一可控开关与所述全波整流电路连接，所述电池模块的负极经对应的所述第二可控开关与所述全波整流电路连接。3.根据权利要求2所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述变压器的副边包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的第二端和第二绕组的第一端连接，作为中间抽头；所述全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、滤波电容和滤波电感；第一二极管的阳极与所述第一绕组的第一端连接，第二二极管的阳极与所述第二绕组的第二端连接；所述第一二极管和所述第二二极管的阴极分别与所述滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端分别经各个第一可控开关与各个所述电池模块的正极连接；所述滤波电容连接于所述滤波电容的第一端和所述中间抽头之间；所述中间抽头还分别经各个所述第二可控开关与各个电池模块的负极连接。4.根据权利要求1所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述LCC谐振电路包括串联电感、串联电容和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弈含，
申请(专利权)人：刘弈含，
类型：新型
国别省市：