一种电池双向均衡电路、系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电池双向均衡电路、系统。所述电路包括设置有多个原边绕组的变换器，且任意相邻的两个原边绕组的同名端相邻近或者相背离，与所述多个原边绕组一一对应连接的多组供电单元，且所述多组供电单元中电池单体串联，采集单元以及均衡控制单元；所述采集单元与所述多个供电单元相连接，用于获取所述多个供电单元中电池单体的电压；所述均衡控制单元分别与所述供电单元以及所述采集单元相连接，用于根据每个供电单元中电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元，以均衡每个电池单体的电量。本实用新型专利技术电路简单，无需能量转移，均衡效率高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池管理
，具体涉及一种电池双向均衡电路、系统。
技术介绍
一个电池组由许多电池单体串联或者并联后串联组成，这些电池单体由于制作工艺、电池老化、电池温度不同以及内阻变化等各种因素，容易出现电池单体之间不均衡的情况。若继续使用，则该电池组的放电量由电量最小的电池单体决定，不但影响电池组的续航时间，而且电量最小的电池单体可能会出现过放电的情况，从而使该电量最小的电池单机出现不可恢复的损坏，进而降低与其串联的电池组的使用寿命。目前，国内外的研究人员深入研究动力电池均衡方法，例如，利用电阻消耗掉电池单体多出的电量，从而均衡电池组中所有电池单体的电量。该方法控制简单，但是能耗大造成电池能量浪费，且造成容易热排放困难。又如，通过电容或者电感类的非耗能元件将电量高的电池单体的电量转移出，从而实现电池组内电池单体的电量均衡。该方法弥补上述方法的不足。但是该方法需要增加大容量的非耗能元件且转移出电量容易降低电池组的续航时间。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种电池双向均衡电路、系统，可以解决现有技术中电池组均衡时需要转移出部分电量而引起的降低电池组续航时间的问题。第一方面，本技术提供了一种电池双向均衡电路，包括：设置有多个原边绕组的变换器，且任意相邻的两个原边绕组的同名端相邻近或者相背离，与所述多个原边绕组一一对应连接的多组供电单元，且所述多组供电单元中电池单体串联，采集单元以及均衡控制单元；所述采集单元与所述多个供电单元相连接，用于获取所述多个供电单元中电池单体的电压；所述均衡控制单元分别与所述供电单元以及所述采集单元相连接，用于根据每个供电单元中电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元，以均衡每个电池单体的电量。可选地，所述供电单元包括电池单体、第一开关模块以及第二开关模块；所述电池单体的正极连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的同名端；所述电池单体的负极连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述原边绕组的异名端；或者，所述电池单体的正极连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的异名端；所述电池单体的负极连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述原边绕组的同名端；所述第一开关模块的控制端和所述第二开关模块的控制端与所述均衡控制单元连接。可选地，所述第一开关模块和/或所述第二开关模块为PMOS薄膜晶体管或者NMOS薄膜晶体管。可选地，同一个供电单元中第一开关模块与第二开关模块同为PMOS薄膜晶体管或者同为NMOS薄膜晶体管；并且，所有供电单元同为PMOS薄膜晶体管或者同为NMOS薄膜晶体管，或者，相邻供电单元中PMOS薄膜晶体管与NMOS薄膜晶体管依次交替设置。可选地，还包括第一隔离变压器与第二隔离变压器；所述第一隔离变压器的原边绕组与所述均衡控制单元连接，副边绕组与奇数位置的供电单元中第一开关模块和第二开关的控制端连接；所述第二隔离变压器的原边绕组与所述均衡控制单元连接，副边绕组与偶数位置的供电单元中第一开关模块和第二开关的控制端连接。可选地，所述供电单元还包括滤波模块，所述滤波模块的第一端与电池单体的正极连接，第二端与所述电池单体的负极连接。可选地，所述变换器包括多个副边绕组，且任意相邻的两个副边绕组的同名端相邻近或者相背离。第二方面，本技术实施例还提供了一种电池双向均衡系统，包括如上文所述的电池双向均衡电路，还包括极性转换单元；所述极性转换单元的第一端连接奇数位置的变换器副边绕组的同名端，第二端连接所述奇数位置的变换器副边绕组的异名端，第三端连接偶数位置的变换器副边绕组的同名端，第四端连接所述偶数位置的变换器副边绕组的异名端，用于在第一端与第三端连接且第二端与第四端连接时所述多个副边绕组顺次串联，以及第一端与第四端连接且第二端与第三端连接时所述多个副边绕组依次交替串联。由上述技术方案可知，本技术通过设置采集单元及时采集每个供电单元中电池单体的电压，均衡控制单元根据每个电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元，实现电池单体中电量双向移动。可见本技术实施例中无需增加非耗能元件，结构简单；并且无需利用非耗能元件转移电池单体高出的电量，而是通过控制供电单元的开启与关闭直接均衡多个电池单体之间的电量，均衡效率高。在所有电池单体电量均衡的情况下，可以有效提高电池的续航时间。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中：图1是本技术实施例提供的一种电池双向均衡电路图；图2是本技术实施例提供的一种电池双向均衡系统图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一本技术实施例提供了一种电池双向均衡电路，如图1所示，包括：设置有多个原边绕组(如图1中绕组A、B、C、D)的变换器T1，且任意相邻的两个原边绕组的同名端相邻近(B与C的同名端相邻近)或者相背离(A与B的同名端相背离)；与多个原边绕组一一对应连接的多组供电单元10(图1中虚线框内元件构成一组供电单元，)，且多组供电单元中电池单体(图1中电池单体1、2、3、4)串联，采集单元20以及均衡控制单元30。采集单元20与多个供电单元10相连接，用于获取多个供电单元10中电池单体的电压；均衡控制单元30分别与供电单元10以及采集单元20相连接，用于根据每个供电单元10中电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元10，以均衡每个电池单体的电量。需要说明的是，本技术实施例中第一控制信号是指，均衡控制单元30生成的用于控制供电单元10开启或者关闭的信号。该第一控制信号包括开启奇数位置或者偶数位置的供电单元10的开启信号以及关闭信号。本技术实施例中仅介绍具有开启作用的第一控制信号，对于电池单体均衡后具有关闭作用的第一控制信号下文中不再介绍。需要说明的是，本技术实施例中采集单元20可以采用现有技术中的具有电压采集功能的电路实现即可，在此不再赘述。需要说明的是，本技术实施例中均衡控制单元30可以采用现有技术中例如单片机、DSP或者ARM芯片的电路实现，仅需要在其中预先存储控制策略即可。本技术实施例中每个供电单元10包括电池单体、第一开关模块以及第二开关模块。多个供电单元的电池单元相互串联。对于奇数位置的供电单元：电池单体的正极连接第一开关模块的第一端，第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的同名端；电池单体的负极连接第二开关模块的第一端，第二开关模块的第二端连接原边绕组的异名端。对于偶数位置的供电单元：电池单体的正极连接第一开关模块的第一端，第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的异名端；电池单体的负极连接第二开关模块的第一端，第二开关模块的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池双向均衡电路，其特征在于，包括：设置有多个原边绕组的变换器，且任意相邻的两个原边绕组的同名端相邻近或者相背离，与所述多个原边绕组一一对应连接的多组供电单元，且所述多组供电单元中电池单体串联，采集单元以及均衡控制单元；所述采集单元与所述多个供电单元相连接，用于获取所述多个供电单元中电池单体的电压；所述均衡控制单元分别与所述供电单元以及所述采集单元相连接，用于根据每个供电单元中电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元，以均衡每个电池单体的电量。

【技术特征摘要】
1.一种电池双向均衡电路，其特征在于，包括：设置有多个原边绕组的变换器，且任意相邻的两个原边绕组的同名端相邻近或者相背离，与所述多个原边绕组一一对应连接的多组供电单元，且所述多组供电单元中电池单体串联，采集单元以及均衡控制单元；所述采集单元与所述多个供电单元相连接，用于获取所述多个供电单元中电池单体的电压；所述均衡控制单元分别与所述供电单元以及所述采集单元相连接，用于根据每个供电单元中电池单体的电压生成第一控制信号同时开启偶数位置或者奇数位置的供电单元，以均衡每个电池单体的电量。2.根据权利要求1所述的电池双向均衡电路，其特征在于，所述供电单元包括电池单体、第一开关模块以及第二开关模块；所述电池单体的正极连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的同名端；所述电池单体的负极连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述原边绕组的异名端；或者，所述电池单体的正极连接所述第一开关模块的第一端，所述第一开关模块的第二端连接对应原边绕组的异名端；所述电池单体的负极连接所述第二开关模块的第一端，所述第二开关模块的第二端连接所述原边绕组的同名端；所述第一开关模块的控制端和所述第二开关模块的控制端与所述均衡控制单元连接。3.根据权利要求2所述的电池双向均衡电路，其特征在于，所述第一开关模块和/或所述第二开关模块为PMOS薄膜晶体管或者NMOS薄膜晶体管。4.根据权利要求3所述的电池双向均衡电路，其特征在于，同一个供电单元中第一开关模块与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈言平，张毅，鲁振辉，王少鹏，王史伟，车渭军，柳小永，
申请(专利权)人：简式国际汽车设计北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11